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搭接长度和铺层方式对CFRP复合材料层合板胶接结构连接性能和损伤行为的影响 被引量：37
1
作者 毛振刚 侯玉亮 +2 位作者 李成 铁瑛 孙李刚 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期121-131,共11页
针对不同搭接长度和铺层方式的碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料层合板单搭胶接结构进行了拉伸试验,观察了试件的受力过程和失效形态,获得了载荷-位移曲线;同时基于连续损伤力学模型和三维Hashin失效准则模拟了CFRP复合材料层合板的层内损... 针对不同搭接长度和铺层方式的碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料层合板单搭胶接结构进行了拉伸试验,观察了试件的受力过程和失效形态,获得了载荷-位移曲线;同时基于连续损伤力学模型和三维Hashin失效准则模拟了CFRP复合材料层合板的层内损伤形成和演化,并利用内聚力模型来模拟层间及胶层的失效损伤,对CFRP复合材料层合板单搭胶接结构在拉伸作用下的失效强度和损伤机制进行了预测,通过对比验证了该数值方法的有效性;通过数值试验比较不同搭接长度和铺层方式的单搭胶接结构及双搭胶接结构的连接强度和损伤行为,并提出了一种优化的CFRP复合材料层合板胶接结构。结果表明:CFRP复合材料层合板胶接结构的极限失效载荷随着搭接长度的增大逐渐增加并趋于稳定值,且结构的失效形式逐渐从胶层自身剪切失效过渡到邻近胶层的层合板层间分层失效;CFRP复合材料层合板胶接结构的连接强度和损伤行为随着铺层方式的不同而改变,通过对3种铺层方式的对比和分析,得到性能最好的铺层方式是[03/903]2S;在搭接长度为5~20mm时,通过对搭接长度进行优化,得到单搭胶接结构的最优搭接长度是17mm,双搭胶接结构的最优搭接长度是19.3mm,与搭接长度为20mm相比,单搭胶接结构和双搭胶接结构的连接强度分别提高了13.26%和0.43%。 展开更多
关键词 CFRP 复合材料 层合板 胶接结构 搭接长度 铺层方式 连接强度
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搭接长度对平纹机织复合材料胶接结构连接性能影响的多尺度分析 被引量：7
2
作者 马晓龙 李成 +2 位作者 铁瑛 侯玉亮 毛振刚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期101-111,共11页
针对平纹机织复合材料层合板,首先基于均匀化方法确定细观模型的性能参数,其次采用Hashin准则分析细观模型损伤过程,最后引入连续损伤力学模型和内聚力模型建立层合板胶接结构宏观模型。研究结果表明,平纹机织复合材料层合板的数值曲线... 针对平纹机织复合材料层合板,首先基于均匀化方法确定细观模型的性能参数,其次采用Hashin准则分析细观模型损伤过程,最后引入连续损伤力学模型和内聚力模型建立层合板胶接结构宏观模型。研究结果表明,平纹机织复合材料层合板的数值曲线与试验结果吻合较好,验证多尺度模型的有效性;搭接长度在5~15 mm时,随着搭接长度的增大,单搭和双搭胶接结构的极限失效载荷逐渐增大,并趋于稳定,而搭接剪切强度逐渐减小;单搭和双搭胶接结构的失效形式随着搭接长度的增大逐渐由胶层剪切失效过渡到层间分层失效;相同搭接长度下,与单搭胶接结构相比,双搭结构的极限失效载荷较大。基于均匀化方法、Hashin失效准则、内聚力模型和连续损伤力学模型,提出一种平纹机织复合材料多尺度模型,对结构性能设计和使用寿命具有重要意义。 展开更多
关键词 多尺度 均匀化 胶接结构 搭接长度
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CFRP复合材料构件胶接特性及失效规律研究 被引量：2
3
作者 邵家儒 刘牛 +1 位作者 杨瑜 郑子君 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1058-1067,共10页
对不同铺层方式和不同胶层厚度的复合材料胶接单搭结构(SLJs)的连接性能进行了研究。使用内聚力模型模拟了SLJs的胶层退化及失效过程,通过与实验对比验证了数值模型的有效性;基于改进后的三维Hashin失效准则,模拟了复合材料层合板的损... 对不同铺层方式和不同胶层厚度的复合材料胶接单搭结构(SLJs)的连接性能进行了研究。使用内聚力模型模拟了SLJs的胶层退化及失效过程,通过与实验对比验证了数值模型的有效性;基于改进后的三维Hashin失效准则,模拟了复合材料层合板的损伤演化。结果表明:胶层的退化形态及失效规律与胶层粘连的复合材料铺层角度密切相关,当胶层两侧粘连的复合材料铺层角度为0°时,胶层会退化形成椭圆环状;当胶层两侧粘连的复合材料铺层角度为45°或-45°时,胶层会退化形成上下中心对称的水滴状;当胶层两侧粘连的复合材料铺层角度为90°时,胶层会退化成沙漏状。0°铺层与胶层相邻时,结构的极限失效载荷最大,此时复合材料未出现损伤;当90°铺层与胶层相邻,结构的极限失效载荷最小且复合材料出现基体损伤、纤维损伤和分层损伤。胶层厚度在0.05~0.5mm时,复合材料胶接单搭结构的连接性能最好,当胶层厚度大于0.5mm,结构的连接性能会大幅下降。 展开更多
关键词 复合材料 胶接结构 损伤演化 连接强度
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复合材料胶补飞机损伤金属结构疲劳寿命分析
4
作者 杨晓华 张玎 刘学君 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期428-433,共6页
针对复合材料单面胶接修理飞机损伤金属结构疲劳寿命分析时,多种失效模式耦合作用、残余热应力和附加弯曲力矩以及裂纹非均匀扩展的影响,提出了一种能够综合考虑上述影响因素的复合材料修理损伤金属结构疲劳寿命评估方法。算例分析结果... 针对复合材料单面胶接修理飞机损伤金属结构疲劳寿命分析时,多种失效模式耦合作用、残余热应力和附加弯曲力矩以及裂纹非均匀扩展的影响,提出了一种能够综合考虑上述影响因素的复合材料修理损伤金属结构疲劳寿命评估方法。算例分析结果与试验结果吻合,表明本文方法可为复合材料单面胶接修理损伤金属结构疲劳寿命估算提供参考。 展开更多
关键词 复合材料胶接修理 损伤金属结构 疲劳寿命
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金属蜂窝胶接结构耦合传热分析
5
作者 张婕 任青梅 +1 位作者 杨志斌 成竹 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2012年第5期54-57,共4页
对金属蜂窝胶接结构进行传热研究,考虑蜂窝结构热传导和热辐射的耦合作用,建立两种热分析模型,模拟蜂窝结构内部传热机理。通过两种模型计算结果的对比分析,总结出蜂窝结构传热模型建模规则,计算胶接金属蜂窝结构的等效热传导系数。分... 对金属蜂窝胶接结构进行传热研究,考虑蜂窝结构热传导和热辐射的耦合作用,建立两种热分析模型,模拟蜂窝结构内部传热机理。通过两种模型计算结果的对比分析,总结出蜂窝结构传热模型建模规则,计算胶接金属蜂窝结构的等效热传导系数。分析表明,当高宽比不大时,蜂窝晶胞壁的辐射是不容忽略的,胶粘层使得蜂窝夹层结构的隔热性能增强。 展开更多
关键词 金属蜂窝胶接结构 耦合传热 有限元法 有效热传导系数
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