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基于多尺度损伤机制的CFRP铝合金粘接板冲击行为研究
1
作者 姚潞 何文涛 +3 位作者 马岩 于航 王艳超 许家婧 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2167-2179,共13页
碳纤维增强聚合物(CFRP)铝合金粘接板作为一种轻质高强的材料,被广泛用在飞机、汽车、高速列车等轻量化结构上。研究首先基于纤维/基体微观尺度建立代表性体积单元(RVE)单胞模型,预测单向CFRP的基本弹性力学参数,并通过RVE模型施加宏观... 碳纤维增强聚合物(CFRP)铝合金粘接板作为一种轻质高强的材料,被广泛用在飞机、汽车、高速列车等轻量化结构上。研究首先基于纤维/基体微观尺度建立代表性体积单元(RVE)单胞模型,预测单向CFRP的基本弹性力学参数,并通过RVE模型施加宏观单位载荷计算宏-微观应力放大系数。其次考虑纤维基体微观失效准则与演化规律,开发复合材料宏-微观渐进损伤演化程序,再结合金属与复合材料粘接面的损伤模型,建立多尺度损伤机制的CFRP铝合金粘接板冲击仿真模型,并通过实验验证了数值模型的准确性与可靠性。最后通过数值模拟对CFRP铝合金粘接板在不同纤维铺层角度与不同纤维体积分数下的抗冲击行为进行参数化研究,结果表明纤维铺层方向对粘接板的抗冲击力学性能影响不大,而纤维体积分数对结构的冲击行为影响较大。 展开更多
关键词 CFRP铝合金粘接板 复合材料 低速冲击 微观失效 多尺度模拟
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氢气输送管道微观失效的分子动力学仿真研究
2
作者 贾明汭 张认认 +2 位作者 李新宏 刘亚洲 韩子月 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期123-128,共6页
为保证氢气输送管道服役的安全性,从微观角度研究氢气环境中管线钢发生失效行为的内在机理以及典型力学性能的变化规律。通过分子动力学模拟方法对不同氢原子浓度下的α-铁模拟体系的微观失效行为进行研究,揭示微观状态下管线钢原子之... 为保证氢气输送管道服役的安全性,从微观角度研究氢气环境中管线钢发生失效行为的内在机理以及典型力学性能的变化规律。通过分子动力学模拟方法对不同氢原子浓度下的α-铁模拟体系的微观失效行为进行研究,揭示微观状态下管线钢原子之间的力学性能及失效机理,并对模拟体系进行共近邻分析,观察和分析拉伸加载过程中α-铁模拟体系晶体结构的变化规律。研究结果表明:在拉伸过程中,随着掺入氢原子的浓度增大,体系的抗拉强度、杨氏模量及最大应力处应变普遍降低,α-铁体系更容易发生失效;同时,BCC结构的转变是α-铁体系发生失效的主要原因。研究结果有助于深入理解氢致管道微观失效机理,为保障氢气输送安全提供理论参考。 展开更多
关键词 分子动力学 氢气输送管道 力学性能 共近邻分析 微观失效
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中国共产党百年艰难探索:走出“宏观缺位”与“微观失效”窘境 被引量：1
3
作者 周建波 陈皓 刘婷 《河北经贸大学学报》 CSSCI 北大核心 2021年第3期9-17,共9页
20世纪上半叶,旧中国国家能力低下,“宏观缺位”,被称为“一盘散沙”。中国共产党坚持马克思主义,主张通过分配和财富流通解决贫富分化的问题,这有利于降低基尼系数,从而形成规模优势,取得了反帝反封建斗争的胜利,实现了国家能力的重构... 20世纪上半叶,旧中国国家能力低下,“宏观缺位”,被称为“一盘散沙”。中国共产党坚持马克思主义,主张通过分配和财富流通解决贫富分化的问题,这有利于降低基尼系数,从而形成规模优势,取得了反帝反封建斗争的胜利,实现了国家能力的重构,“宏观缺位”问题从根本上得到解决。新中国在国防、教育、卫生、水利、交通等公共品领域的供应能力显著提高,然而国家对微观经济主体的过度干预又导致了“微观失效”,致使工农业,尤其是农业生产效率低下。改革开放以来,国家充分尊重微观经济主体的权益,逐步实现了国家宏观有力调控和微观经济主体积极创新的结合,走出“宏观缺位”与“微观失效”的窘境,形成了政府作用与市场效率协调均衡的中国道路,推动经济长期增长。 展开更多
关键词 中国共产党 国家能力 中国道路 宏观缺位 微观失效
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CFRP薄壁结构多尺度建模及耐撞性分析 被引量：1
4
作者 朱国华 竺森森 +2 位作者 胡珀 王振 赵轩 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3626-3639,共14页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有较高的比强度、比刚度及显著的轻量化效果,因此CFRP薄壁结构被作为能量吸收装置广泛应用于工程领域。以单向碳纤维复合材料为研究对象,利用扫描电镜获取其微观胞元结构参数及纤维体积分数,构建能够... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有较高的比强度、比刚度及显著的轻量化效果,因此CFRP薄壁结构被作为能量吸收装置广泛应用于工程领域。以单向碳纤维复合材料为研究对象,利用扫描电镜获取其微观胞元结构参数及纤维体积分数,构建能够准确反映其微观形态的代表性体积单元(Representative volume element,RVE),通过加载周期性边界条件及单位载荷,获取材料宏观等效弹性参数,并开展实验验证。随后,开发基于微观力学的失效准则及损伤演化方程,并结合材料力学特点,构建CFRP宏观损伤模型,最终形成一套基于微观失效的多尺度损伤模型。在此基础上,对CFRP薄壁圆管在轴向准静态载荷下的压溃性能进行数值仿真,并与实验结果进行对比,验证了多尺度模型的仿真精度。最后,基于验证后的多尺度有限元模型,研究了碳纤维铺层角度及碳纤维体积分数对CFRP薄壁结构耐撞性的影响。结果表明:铺层角度和碳纤维体积分数对CFRP圆管耐撞性能具有较大影响。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 耐撞性 多尺度分析 多尺度损伤模型 微观失效准则
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多层瓷介电容常见失效模式及失效机理研究 被引量：4
5
作者 王瑶 《环境技术》 2020年第6期105-109,共5页
电容器主要的电参数为电容值、绝缘电阻、击穿电压以及损耗角正切值。引起陶瓷电容器上述电参数超差失效的原因通常为损耗性失效、过应力失效、内部缺陷以及外部缺陷引起的失效四类。本文对典型失效模式短路、开路以及电参数漂移相应的... 电容器主要的电参数为电容值、绝缘电阻、击穿电压以及损耗角正切值。引起陶瓷电容器上述电参数超差失效的原因通常为损耗性失效、过应力失效、内部缺陷以及外部缺陷引起的失效四类。本文对典型失效模式短路、开路以及电参数漂移相应的微观失效机理及失效原因展开了深入研究,并提出了相应建议和预防措施。 展开更多
关键词 多层陶瓷电容器 制造工艺 微观失效机理 失效原因 预防改进措施
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混凝土搅拌机拌叶失效分析再探 被引量：1
6
作者 原思聪 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 1995年第1期44-48,共5页
利用扫描电镜（ＳＥＭ）等仪器对强制式混凝土搅拌机拌叶进行了深入系统的微观失效分析，揭示其主要磨损机理是：犁削、撞击凿削及碳化物破碎剥落。在此基础上，提出了改进拌叶寿命的方案．
关键词 混凝土 搅拌机 搅拌叶 微观失效分析
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含脱层层合板分叉屈曲的宏微观失效机制分析 被引量：2
7
作者 夏飞 李萍 +2 位作者 金福松 熊颖 薛江红 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期28-35,251,共9页
根据板壳理论并考虑层合板脱层处的接触效应影响,推导了层合板的控制方程,借助量纲归一化分析建立了该问题的八次特征方程。通过对特征方程各参数进行定性分析,建立了求解八次方程根的解析表达式,发现了层合板的宏微观变形模态。利用MAT... 根据板壳理论并考虑层合板脱层处的接触效应影响,推导了层合板的控制方程,借助量纲归一化分析建立了该问题的八次特征方程。通过对特征方程各参数进行定性分析,建立了求解八次方程根的解析表达式,发现了层合板的宏微观变形模态。利用MATLAB软件进行算例分析,获得了在不同脱层情况下层合板的屈曲模态参数和临界屈曲荷载。研究表明:层合板的屈曲模态包含整体一致的宏观变形和界面处的微观变形。研究结果与ABAQUS的有限元解进行了对比,结果表明:理论解与有限元分析的结果非常一致。论文从理论分析的角度研究了复合材料矩形层合板的屈曲问题,从理论上剖析了分层层合板的宏微观失效模态。 展开更多
关键词 矩形层合板 宏微观失效 特征方程 分叉屈曲 分层
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考虑界面相的低温复合材料结构多尺度分析 被引量：1
8
作者 张笑闻 邢汉峥 +1 位作者 张靖坤 任明法 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1417-1421,共5页
纤维增强复合材料中纤维与树脂基体之间的过渡区域存在与二者性质不同的纤维/基体界面,如何合理地考虑界面相的介入是复合材料结构失效分析中的关键问题。基于纤维-基体-界面三相代表体元,发展了相应的微观失效准则、损伤退化模型和材... 纤维增强复合材料中纤维与树脂基体之间的过渡区域存在与二者性质不同的纤维/基体界面,如何合理地考虑界面相的介入是复合材料结构失效分析中的关键问题。基于纤维-基体-界面三相代表体元,发展了相应的微观失效准则、损伤退化模型和材料强度不确定性模型,建立了一种考虑界面相的多尺度有限元失效分析方法,实现了的热-机械载荷下的低温复合材料结构失效预测。并采用该方法对五种温度下三种典型复合材料层板进行失效分析,数值结果与试验结果相吻合,验证了该方法可以有效地对低温复合材料结构进行失效分析。 展开更多
关键词 复合材料界面 多尺度分析方法 代表体积元 微观失效准则 损伤退化模型
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电动汽车锂离子电池碳负极扩散应力与微观结构失效机理研究 被引量：4
9
作者 刘良 李超 +3 位作者 顾延光 王丽梅 裴磊 王瑞帅 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期79-88,共10页
扩散应力易引起电极体积变化、电极颗粒破裂和脱落,导致电极材料失效,从而引起锂离子电池容量的衰减。为探究不同材料厚度和放电倍率下的扩散应力规律以及扩散应力与微观结构破坏间的关联性,采用试验与仿真相结合的方法进行相关研究。首... 扩散应力易引起电极体积变化、电极颗粒破裂和脱落,导致电极材料失效,从而引起锂离子电池容量的衰减。为探究不同材料厚度和放电倍率下的扩散应力规律以及扩散应力与微观结构破坏间的关联性,采用试验与仿真相结合的方法进行相关研究。首先,制备3种不同厚度(25、36、48μm)的石墨负极,与三元正极组装成纽扣全电池;其次,以相同充电倍率(0.2C)、不同放电倍率(1C、2C、5C)在25℃下进行循环测试,为模型验证及微观测试提供样本;随后,根据电化学及扩散力学原理建立电化学-力耦合模型,并通过不同倍率放电工况对模型进行验证;进一步,利用控制变量法,基于所建模型研究不同材料厚度与放电倍率下扩散应力的规律;最后,基于电镜扫描和X射线衍射测试,对循环后的负极形貌及微观结构进行表征,结合模型仿真研究扩散应力与负极微观结构的破坏关联性。研究结果表明:随着放电倍率增大或材料厚度减小,扩散应力增大、负极损坏程度加深,可根据拉伸屈服强度将扩散应力与微观结构变化关系分为2个阶段;进一步,引入剥落指数定量描述微观结构失效,发现剥落指数与扩散应力之间存在幂函数关系。研究结果可为揭示扩散应力与容量损失之间的关联性提供思路。 展开更多
关键词 汽车工程 微观结构失效 试验与仿真联合 锂离子电池 碳负极 扩散应力 电动汽车
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