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短纤维复合材料应力传递理论研究进展 被引量:14
1
作者 张志成 郑元锁 《橡胶工业》 CAS 北大核心 2003年第2期116-122,共7页
对短纤维复合材料中应力传递理论领域近十几年来国内外的研究情况按照单 /多纤维抽出剪滞模型分析、有限元分析以及新分析方法三部分进行了分类介绍。剪滞模型分析法因其简单而且参数物理意义明确而被广泛应用 ;有限元分析法是一种新近... 对短纤维复合材料中应力传递理论领域近十几年来国内外的研究情况按照单 /多纤维抽出剪滞模型分析、有限元分析以及新分析方法三部分进行了分类介绍。剪滞模型分析法因其简单而且参数物理意义明确而被广泛应用 ;有限元分析法是一种新近发展起来的更准确的分析方法 ,也逐渐被接受 ;最小补偿能原理和轴对称变化分析法等新研究方法也取得了显著的成效。近年来模型的建立和计算过程中更加接近于短纤维复合材料的真实情况。 展开更多
关键词 短纤维复合材料 应力传递 理论 研究进展 剪滞模型 有限元分析 最小补偿能原理
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短纤维增强金属基复合材料基体中的应力分布及其变形特征 被引量:7
2
作者 康国政 高庆 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期20-24,共5页
基体行为是影响随机分布短纤维增强金属基复合材料力学性能的一个重要因素。本文作者将在短纤维复合材料单纤维三维模型的基础上 ,借助于弹塑性有限元分析方法 ,研究在加载过程中 ,不同纤维位向和界面结合状态下基体中的应力分布情况及... 基体行为是影响随机分布短纤维增强金属基复合材料力学性能的一个重要因素。本文作者将在短纤维复合材料单纤维三维模型的基础上 ,借助于弹塑性有限元分析方法 ,研究在加载过程中 ,不同纤维位向和界面结合状态下基体中的应力分布情况及基体的变形特征。研究表明 ,该类复合材料中基体的应力分布情况和变形特征将受到纤维位向改变和界面结合强弱的显著影响。 展开更多
关键词 短纤维复合材料 基体 应力分布 变形特征
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单向短纤维增强复合材料纵向弹性模量预测 被引量:9
3
作者 孙开俊 顾伯勤 +1 位作者 周剑锋 黄星路 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第2期85-88,共4页
建立含单纤维和基体的双圆柱复合材料细观力学模型,采用基体剪应力的Lame形式推导得到纤维轴向应力计算方程和纤维长度影响因子λ的表达式。依据纤维长度影响因子和混合定律得到了单向短纤维增强复合材料纵向弹性模量的计算公式,探讨纤... 建立含单纤维和基体的双圆柱复合材料细观力学模型,采用基体剪应力的Lame形式推导得到纤维轴向应力计算方程和纤维长度影响因子λ的表达式。依据纤维长度影响因子和混合定律得到了单向短纤维增强复合材料纵向弹性模量的计算公式,探讨纤维长径比和体积分数等细观结构参数对材料纵向弹性模量的影响。将计算公式得到的材料纵向弹性模量与Halpin-Tsai和Darlnigton方程得到的结果与实验值进行了对比。结果表明,计算公式预测值更接近于实验值。 展开更多
关键词 短纤维复合材料 纵向弹性模量 应力传递 细观力学
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短纤维复合材料注射成型纤维取向数值模拟研究进展 被引量:8
4
作者 上官林建 申长雨 +1 位作者 刘保臣 张世勋 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 2009年第3期86-88,22,共4页
综述了国内外短纤维复合材料注射成型过程中纤维取向数值模拟的研究成果,包括纤维取向的描述、复合体系流变模型、工艺参数对纤维取向的影响和纤维取向数值模拟状况。展望了该领域的发展趋势。
关键词 短纤维复合材料 注射成型 纤维取向 综述
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基体特性对δ-Al_2O_3/Al合金复合材料力学行为的影响 被引量:8
5
作者 康国政 高庆 +2 位作者 杨川 张吉喜 刘世楷 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期25-29,共5页
基体行为是短纤维增强金属基复合材料中一个重要的因素。本文将通过实验分析方法和在一定的理论分析模型上 ,借助于弹塑性有限元分析方法 ,对基体特性的变化对 δ- Al2 O3/Al合金复合材料力学行为的影响作较为详细的研究 ,其中包括基体... 基体行为是短纤维增强金属基复合材料中一个重要的因素。本文将通过实验分析方法和在一定的理论分析模型上 ,借助于弹塑性有限元分析方法 ,对基体特性的变化对 δ- Al2 O3/Al合金复合材料力学行为的影响作较为详细的研究 ,其中包括基体性能对应力传递、抗拉强度以及断裂机理的影响。研究表明 ,基体性能的变化显著影响基体与纤维间的应力传递 ,从而对复合材料的抗拉强度和断裂机理产生较大的影响。 展开更多
关键词 短纤维复合材料 力学行为 δ-AI2O3/Al合金
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纤维取向分析的数学模型 被引量:2
6
作者 郭建娟 晏石林 《武汉理工大学学报》 EI CAS CSCD 2001年第11期56-59,共4页
用统计的方法描述了纤维取向状态最一般的形式——取向概率分布函数。采用一组张量简化计算 ,得到用张量形式表示的取向函数。引用 Jeffery提出的任意流场中单根纤维的运动方程 ,将变形的函数和张量形式表示的取向函数联系起来 ,推得在... 用统计的方法描述了纤维取向状态最一般的形式——取向概率分布函数。采用一组张量简化计算 ,得到用张量形式表示的取向函数。引用 Jeffery提出的任意流场中单根纤维的运动方程 ,将变形的函数和张量形式表示的取向函数联系起来 ,推得在任意流场下的纤维取向分布函数。用闭合近似的方法进一步简化计算。 展开更多
关键词 纤维取向 取向张量 闭合近似 数学模型 取向概率分布函数 短纤维复合材料
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橡胶再生中废纤维的回收 被引量:5
7
作者 张立群 杨宏都 +3 位作者 李成 黄洋 叶红玉 高兴斌 《合成橡胶工业》 EI CAS CSCD 1999年第2期10-13,共4页
采用两种技术对轮胎再生过程中产生的废纤维进行了回收,此废纤维中含有一定量的废胶粉。回收技术包括制备短纤维母胶和制备树脂颗粒。结果表明,短纤维母胶中加入粘合剂后,试样的拉伸强度大于20MPa,撕裂强度为50kN/m。此... 采用两种技术对轮胎再生过程中产生的废纤维进行了回收,此废纤维中含有一定量的废胶粉。回收技术包括制备短纤维母胶和制备树脂颗粒。结果表明,短纤维母胶中加入粘合剂后,试样的拉伸强度大于20MPa,撕裂强度为50kN/m。此母胶可直接模压制作橡胶制品,若与其他橡胶并用,效果更好。回收制作的尼龙6树脂性能随着其中废胶含量的增加而下降。采用专利方法制备的尼龙6树脂的拉伸强度和冲击强度均接近日本宇部兴产公司生产的尼龙6(1013B)性能,可以生产注射尼龙制品。这两种回收技术具有显著的经济效益。 展开更多
关键词 再生 橡胶 纤维 短纤维复合材料 尼龙树脂
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单向短纤维增强复合材料应力传递模型及其细观力学分析 被引量:5
8
作者 孙开俊 顾伯勤 +1 位作者 周剑锋 黄星路 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第18期121-124,共4页
建立了含单纤维和基体的双圆柱复合材料细观力学模型,采用基体剪应力的Lame形式推导了纤维轴向应力和纤维基体间界面剪应力计算方程。分析了纤维/基体模量比、纤维长径比和纤维体积分数等细观结构参数对纤维轴向应力和界面剪应力分布的... 建立了含单纤维和基体的双圆柱复合材料细观力学模型,采用基体剪应力的Lame形式推导了纤维轴向应力和纤维基体间界面剪应力计算方程。分析了纤维/基体模量比、纤维长径比和纤维体积分数等细观结构参数对纤维轴向应力和界面剪应力分布的影响,并对结果进行了验证。 展开更多
关键词 短纤维复合材料 界面 应力传递 细观力学
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短纤维金属基复合材料应力传递的有限元分析
9
作者 康国政 高庆 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期139-144,共6页
基于短纤维增强金属基复合材料的单纤维轴对称和三维细观力学模型,利用弹塑性有限元分析方法对该复合材料中基体与纤维间的应力传递进行研究。研究中主要讨论了基体、纤维和界面的力学性能以及纤维位向的变化对应力传递和应力分布的影... 基于短纤维增强金属基复合材料的单纤维轴对称和三维细观力学模型,利用弹塑性有限元分析方法对该复合材料中基体与纤维间的应力传递进行研究。研究中主要讨论了基体、纤维和界面的力学性能以及纤维位向的变化对应力传递和应力分布的影响。研究表明,复合材料微结构参数的变化将显著影响基体与纤维间的应力传递和复合材料中的应力分布,复合材料设计过程中必须考虑合理的微结构特征。 展开更多
关键词 短纤维复合材料 金属基体 应力传递 有限元分析
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Fracture Behavior of Flock Fiber Reinforced Laminar Composite 被引量:2
10
作者 Feng Liang Kumbhani Mayur +1 位作者 Kim Yong K Rice John M. 《材料科学与工程(中英文B版)》 2011年第1期1-13,共13页
关键词 复合短纤维 断裂行为 新型复合材料 增强层 短纤维复合材料 断裂韧性 层间剪切强度 增强复合材料
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基于轻量化与强度的短纤维复合材料蜂窝三明治板结构多目标优化设计 被引量:4
11
作者 岳科宇 陆正刚 王小超 《机电工程技术》 2021年第12期90-96,共7页
蜂窝三明治板在结构轻量化中得到了广泛应用,采用具有良好材料性能的短纤维复合材料替换铝蜂窝,能进一步满足轻量化需求。为了短纤维复合材料更好地应用,针对增大蜂窝三明治板抗拉强度要求,提出了一种增大面板与蜂窝粘接面积的结构设计... 蜂窝三明治板在结构轻量化中得到了广泛应用,采用具有良好材料性能的短纤维复合材料替换铝蜂窝,能进一步满足轻量化需求。为了短纤维复合材料更好地应用,针对增大蜂窝三明治板抗拉强度要求,提出了一种增大面板与蜂窝粘接面积的结构设计方案。在有限元软件ABAQUS中建立了考虑损伤退化的短纤维复合材料蜂窝三明治板有限元计算模型,验证了设计方案的可行性。为了兼顾力学性能和减重要求,采用基于代理模型和多岛遗传算法的优化方法对蜂窝结构参数进行了多目标优化。分析结果表明,所建立的精细化有限元模型能够模拟三明治板的性能突降行为,基于代理模型高效准确的优化流程,优化后三明治板的面密度相比于优化前降低了30%,强度满足要求。 展开更多
关键词 多目标优化 短纤维复合材料 三明治板 蜂窝结构设计 有限元
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短纤维复合材料微观模型重构方法
12
作者 雷龙旺 姚志阳 +1 位作者 余音 胡祎乐 《计算机仿真》 北大核心 2023年第10期300-306,共7页
针对短纤维增强复合材料(Short Fiber Reinforcement Composites, SFRC)内部随机分布的纤维空间结构,提出一种SFRC内部纤维的快速建模方法。以工业CT扫描SFRC获得三维STL点云模型作为研究对象,基于随机抽样一致(Random Sample Consensus... 针对短纤维增强复合材料(Short Fiber Reinforcement Composites, SFRC)内部随机分布的纤维空间结构,提出一种SFRC内部纤维的快速建模方法。以工业CT扫描SFRC获得三维STL点云模型作为研究对象,基于随机抽样一致(Random Sample Consensus, RANSAC)算法将原始模型内部不规则纤维曲面拟合为圆柱面,并利用CATIA二次开发技术完成了纤维的快速建模。为验证重构模型的准确性,结合细观力学均质化理论及有限元方法,计算了原始模型与重构模型等效弹性模量,结果表明吻合度良好,验证了上述重构建模方法的合理性与有效性。 展开更多
关键词 短纤维复合材料 点云数据处理 随机抽样一致 等效模量 有限元仿真
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短纤维复合材料的压缩强度 被引量:2
13
作者 郭威静 黄争鸣 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-15,共15页
细观力学理论得到的复合材料内应力是均值应力,在进行破坏和强度预报前,必须转化到真实值.对于短纤维复合材料,除了轴向压缩真实应力外,基体其它方向真实应力计算已得到解决,等于其均值应力乘以基体应力集中系数.论文基于弹性力学方法... 细观力学理论得到的复合材料内应力是均值应力,在进行破坏和强度预报前,必须转化到真实值.对于短纤维复合材料,除了轴向压缩真实应力外,基体其它方向真实应力计算已得到解决,等于其均值应力乘以基体应力集中系数.论文基于弹性力学方法得到了短纤维复合材料轴向压缩下基体的应力场,并据此定义基体的轴向压缩应力集中系数.与基体其它方向应力集中系数的定义不同,确定轴向应力集中系数时须将代表性单元分割成三部分,即一个中间部分和两个末端部分,进而获得对任意纤维长径比都适用的基体轴向压缩应力集中系数.纤维和基体的均值应力则由桥联模型解析公式计算.只需提供组分材料的几何和力学性能参数,任意长径比短纤维复合材料的压缩强度皆可方便预测.结果发现,纤维长径比和纤维含量对压缩强度都有较大影响.预报结果与实验值吻合合理,证实了论文所建理论的有效性. 展开更多
关键词 短纤维复合材料 细观力学 应力集中系数 真实应力 压缩强度
原文传递
多尺度耦合方法及其在高聚物材料加工中的应用展望 被引量:2
14
作者 张靠民 上官林建 申长雨 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期45-47,52,共4页
跨长度和跨层次现象以及相应的多尺度耦合反映物质世界的基本性质及多学科交叉的内禀特征,具有极其丰富的科学内涵。在材料设计及加工成型过程的模拟仿真中采用多尺度耦合方法具有极为重要的理论和工程意义。本文介绍了材料科学中多尺... 跨长度和跨层次现象以及相应的多尺度耦合反映物质世界的基本性质及多学科交叉的内禀特征,具有极其丰富的科学内涵。在材料设计及加工成型过程的模拟仿真中采用多尺度耦合方法具有极为重要的理论和工程意义。本文介绍了材料科学中多尺度的时空性质,各个不同尺度上的相关研究方法和建立多尺度耦合模型的基本思想;指出高聚物成型加工中采用多尺度研究方法的研究前景,并简要介绍短纤维复合材料的注射成型填充过程中双尺度多耦合模型的建模过程。 展开更多
关键词 多尺度耦合 多尺度模型 短纤维复合材料 复杂系统 多尺度均匀化算法
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博士学位论文摘要──反复低速冲击下短纤复材的损伤研究 被引量:1
15
作者 史建平 林吉忠 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期135-139,共5页
短纤维复合材料 ,由于其良好的制作工艺性和应力匹配性 ,近些年在国内外许多行业包括铁路行业得到了广泛的应用 ,这也促使人们越来越渴望了解其在各种载荷下的力学行为。冲击载荷是工程上常见的载荷形式 ,因此 ,对复合材料在冲击载荷下... 短纤维复合材料 ,由于其良好的制作工艺性和应力匹配性 ,近些年在国内外许多行业包括铁路行业得到了广泛的应用 ,这也促使人们越来越渴望了解其在各种载荷下的力学行为。冲击载荷是工程上常见的载荷形式 ,因此 ,对复合材料在冲击载荷下力学行为的研究 ,一直是各国学者关注的重点。已有的研究成果表明 :纤维增强复合材料在使用过程中 ,最严重的损伤就是冲击损伤 ,哪怕是受到低速、小能量冲击 ,都会使纤维脱粘 ,引起强度、刚度下降 ,从而显著降低使用寿命。对于短纤维复合材料 ,由于其增强效果不如长纤维复合材料 ,一般不用作主要承受拉应力的部件。但尽管如此 ,其制品遭受低速、小能量冲击的情况还是比较多的。如 :用短纤增强尼龙制成的轴承保持架 ,可能受到车轴的反复低速冲击 ;短纤复材地板 ,有可能受到落物的冲击 ,等等。小能量、低速冲击产生的损伤往往表面上看不出来 ,因此 ,危害性更大。所以 ,研究短纤复材在低速、小能量反复冲击下的力学行为 ,对于其产品的合理设计和安全使用 ,意义极为重大。鉴于上述原因 ,本文首先以随机分布短玻纤增强不饱和聚酯树脂为材料 ,利用MTS试验机模拟低速冲击加载 ,研究了单调低速冲击和反复低速冲击条件下、短纤维复合材料的力学行为和损伤特征。接着 ,以实验数? 展开更多
关键词 单轴反复低速冲击 短纤维复合材料 损伤演变方程 割线模量 寿命预报
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剪切场作用下短纤维复合材料纤维取向的耗散粒子动力学研究 被引量:2
16
作者 上官林建 申长雨 刘保臣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期159-161,共3页
为了描述短纤维复合材料注射充模过程的介观结构生成、演化规律,借鉴硬棒模型和粒子模型,建立了一种修正的耗散粒子动力学模型,采用修正的Verlet算法对剪切场作用下短纤维复合材料熔体纤维取向进行研究,模拟结果与实际基本符合。
关键词 耗散粒子动力学 短纤维复合材料 注射充模 纤维取向
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随机植物短纤维复合材料界面性能对有效模量和拉伸行为的影响
17
《绿色包装》 2016年第10期62-63,共2页
研究了界面性能对随机短云杉纤维增强聚丙烯(PP)复合材料宏观拉伸性能的影响。采用双线性内聚力模型(CZM)描述随机短云杉纤维和PP基体间非理想界面的力学行为,建立了含非理想界面的随机短纤维增强复合材料代表性单元(RVE)的二维有限元模... 研究了界面性能对随机短云杉纤维增强聚丙烯(PP)复合材料宏观拉伸性能的影响。采用双线性内聚力模型(CZM)描述随机短云杉纤维和PP基体间非理想界面的力学行为,建立了含非理想界面的随机短纤维增强复合材料代表性单元(RVE)的二维有限元模型,考虑了纤维含量、长细比、随机分布和随机各向异性弹性以及PP基体弹塑性的影响; 展开更多
关键词 短纤维复合材料 随机分布 界面性能 拉伸行为 有效模量 短纤维增强复合材料 二维有限元模型 非理想界面
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δ-Al_2O_3短纤维增强Al合金复合材料热残余应力及其影响
18
作者 张娟 高庆 康国政 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期351-354,共4页
用弹塑性有限元法和双纤维模型研究了δAl2O3 短纤维增强Al合金复合材料在室温下的热残余应力的分布及其对复合材料整体力学性能的影响.计算了体积分数为20%的3种δAl2O3 /Al合金复合材料的拉伸应力应变关系,并与实验结果比较.纤维间相... 用弹塑性有限元法和双纤维模型研究了δAl2O3 短纤维增强Al合金复合材料在室温下的热残余应力的分布及其对复合材料整体力学性能的影响.计算了体积分数为20%的3种δAl2O3 /Al合金复合材料的拉伸应力应变关系,并与实验结果比较.纤维间相互作用使复合材料基体中的热残余应力的大小发生了变化,但对其空间分布规律没有影响.对于体积分数为20%的短纤维增强δAl2O3 /Al 5. 5Mg和δAl2O3 /Al 5. 5Zn复合材料,用双纤维模型的三维弹塑性有限元方法计算的应力应变曲线与实验曲线符合得较好,但δAl2O3 /Al 12Si复合材料的模拟结果与实验结果相比误差较大. 展开更多
关键词 短纤维复合材料 热残余应力 有限元分析
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反复低速冲击下短纤维复合材料的试验研究 被引量:1
19
作者 史建平 林吉忠 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期106-110,共5页
利用 MTS矩形波加载 ,研究了短纤维复合材料在反复低速冲击下的力学行为、温度变化规律和断裂特征 ,并与正弦波常规疲劳进行了对比。得出 :反复低速冲击下 ,短纤维复合材料割线模量、滞后圈面积的变化规律与常规疲劳时相同 ,最大、最小... 利用 MTS矩形波加载 ,研究了短纤维复合材料在反复低速冲击下的力学行为、温度变化规律和断裂特征 ,并与正弦波常规疲劳进行了对比。得出 :反复低速冲击下 ,短纤维复合材料割线模量、滞后圈面积的变化规律与常规疲劳时相同 ,最大、最小循环应变 (绝对值 )则分别高于常规疲劳时的对应值 ;两种载荷下的材料开裂、破坏特征以及控制因素相同 ,但温度变化规律不同 ;相同循环数下 ,与常规疲劳相比 ,反复低速冲击时 ,短纤维复合材料吸收的能量大而以热的形式耗散的少 ,说明材料用于损伤的能量多 ,因此 ,与常规疲劳相比 ,反复低速冲击对短纤维复合材料的危害更大。 展开更多
关键词 试验研究 反复低速冲击 短纤维复合材料 割线模量 滞后圈面积 循环应变
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反复低速冲击下短纤维复合材料的能量耗散与损伤演变 被引量:1
20
作者 史建平 林吉忠 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期61-66,87,共7页
运用热力学理论和最小耗能原理,研究了反复低速冲击下短纤维复合材料的能量耗散与损伤演变,给出了冲击循环下材料耗散能表达式,建立了与复合材料割线模量降低率相关的损伤变量表达式和损伤演变方程。同时,以试验数据为基础,利用导出的... 运用热力学理论和最小耗能原理,研究了反复低速冲击下短纤维复合材料的能量耗散与损伤演变,给出了冲击循环下材料耗散能表达式,建立了与复合材料割线模量降低率相关的损伤变量表达式和损伤演变方程。同时,以试验数据为基础,利用导出的损伤变量表达式,绘制出了反复低速冲击下短纤维复合材料的损伤演变曲线,并对曲线趋势进行了分析。 展开更多
关键词 热力学理论 最小耗能原理 反复低速冲击 短纤维复合材料 能量耗散 损伤演变
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