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纺织复合材料细观力学分析的一般性周期性边界条件及其有限元实现 被引量:59
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作者 张超 许希武 严雪 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1636-1645,共10页
针对纺织复合材料细观有限元分析中单胞网格的快速生成与顺利施加周期性边界条件之间的矛盾,提出了非周期性网格划分条件下,一般性周期性边界条件的数学表达形式。基于ABAQUS有限元软件平台,通过在单胞模型的相对面、相对边及相对角点... 针对纺织复合材料细观有限元分析中单胞网格的快速生成与顺利施加周期性边界条件之间的矛盾,提出了非周期性网格划分条件下,一般性周期性边界条件的数学表达形式。基于ABAQUS有限元软件平台,通过在单胞模型的相对面、相对边及相对角点施加多点约束(MPC)方程,实现了一般性周期性边界条件的施加。结合三维四向编织复合材料单胞模型,对比分析了周期性网格划分和非周期性网格划分情况下,单胞模型受载下的变形状态、应力分布及弹性性能的预测结果,验证了一般性周期性边界条件的正确性和有效性。研究表明:一般性周期性边界条件可以实现复杂细观结构单胞模型的自由网格划分,降低网格划分的难度,提高网格生成的质量。 展开更多
关键词 纺织复合材料 细观力学 单胞 周期性边界条件 有限元方法
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土工织物对复合式路面结构内力影响分析 被引量:55
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作者 李淑明 许志鸿 蔡喜棉 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期28-31,共4页
利用有限元软件分析了旧水泥混凝土(PCC)路面沥青混凝土(AC)罩面复合式路面结构用各种土工织物延缓反射裂缝的效果,发现土工织物夹层能显著改善加铺层底部的弯拉应力分布情况,但对于旧板接缝运动产生的剪切应力没有明显的效果,因此,该... 利用有限元软件分析了旧水泥混凝土(PCC)路面沥青混凝土(AC)罩面复合式路面结构用各种土工织物延缓反射裂缝的效果,发现土工织物夹层能显著改善加铺层底部的弯拉应力分布情况,但对于旧板接缝运动产生的剪切应力没有明显的效果,因此,该种路面结构仍然需要强调对旧路面板及其基础的处治。试验结果表明:加铺层厚度的增加也能够大大降低加铺层底部的弯拉应力,但厚度超过20 cm后,增加厚度不再是一个经济的办法。 展开更多
关键词 道路工程 复合式路面 有限元方法 土工织物 反射裂缝 加铺层
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刚性桩复合地基竖向承载特性分析 被引量:30
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作者 池跃君 宋二祥 陈肇元 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期9-14,共6页
为研究刚性桩复合地基的承载机理,利用有限元程序,对刚性桩复合地基在竖向荷载下的轴力、沉降特性进行了计算分析,着重讨论了桩身轴力、基础沉降等随垫层厚度、垫层模量、桩长、土体模量及桩间距等因素变化的规律,并在此基础上对刚性桩... 为研究刚性桩复合地基的承载机理,利用有限元程序,对刚性桩复合地基在竖向荷载下的轴力、沉降特性进行了计算分析,着重讨论了桩身轴力、基础沉降等随垫层厚度、垫层模量、桩长、土体模量及桩间距等因素变化的规律,并在此基础上对刚性桩复合地基设计参数的选取原则进行了讨论。 展开更多
关键词 刚性桩复合地基 沉降 有限元
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CFG桩复合地基现场试验及有限元模拟分析 被引量:50
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作者 黄生根 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1275-1279,共5页
在厚褥垫状态或路堤荷载作用下复合地基的破坏主要取决于桩-褥垫体系的作用,复合地基中单桩的承载力远未发挥出来。由有限元计算结果得出以下规律:(1)随着褥垫厚度增加,桩土应力比减小;褥垫厚度超过300 mm后,褥垫厚度的影响急剧减小;褥... 在厚褥垫状态或路堤荷载作用下复合地基的破坏主要取决于桩-褥垫体系的作用,复合地基中单桩的承载力远未发挥出来。由有限元计算结果得出以下规律:(1)随着褥垫厚度增加,桩土应力比减小;褥垫厚度超过300 mm后,褥垫厚度的影响急剧减小;褥垫厚度超过500 mm后,褥垫厚度的影响继续减小。(2)褥垫厚度较薄时(h=100 mm),褥垫模量对桩土应力比影响很大;褥垫厚度超过300 mm时,褥垫模量对桩土应力比的影响减小;褥垫厚度达到500 mm后,褥垫模量对桩土应力比影响很小。(3)承载板刚度小于6.25 MN.m2时,桩土应力比随刚度增大;承载板刚度大于6.25 MN.m2时,刚度对桩土应力比的影响很小。 展开更多
关键词 CFG桩复合地基 有限元法 桩土应力比 褥垫
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特高压直流复合绝缘子均压环设计 被引量:50
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作者 刘振 卞星明 +1 位作者 王黎明 贾志东 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期137-141,共5页
在总结电场分析方法及国内外对复合绝缘子电场计算与均压环设计的研究基础上,根据复合绝缘子的特点,采用场域分解方法将三维无界场域分解成有界子和无界子区域,用有限元法和模拟电荷法相结合的求解方法,进行±800kV特高压直流输电... 在总结电场分析方法及国内外对复合绝缘子电场计算与均压环设计的研究基础上,根据复合绝缘子的特点,采用场域分解方法将三维无界场域分解成有界子和无界子区域,用有限元法和模拟电荷法相结合的求解方法,进行±800kV特高压直流输电线路复合绝缘子串沿面电位、电场分布计算及均压环优化设计。应用ANSYS8.0及ANSOFT软件建立±800kV双极直流线路带杆塔的全三维和简化二维模型,计算发现在特高压情况下未安装均压环时复合绝缘子沿面电位及电场的分布极不均匀。对比±800kV和低电压等级的复合绝缘子电位分布的不同发现,电位、电场分布不均匀程度的变化随电压等级的升高、串长的增多有加剧趋势。以均压环结构尺寸为变量,以限制复合绝缘子沿面及均压环表面电场强度的最大值为目标优化设计均压环的结构,以三维模型的计算结果小于起晕场强为满意结果。最后得到均压环结构参数的设计方案,经三维计算模型检验证明复合绝缘子护套、金具、均压环表面最大电场强度均在可接受范围内,可满足预定要求。 展开更多
关键词 ±800kV特高压直流输电 复合绝缘子 均压环 有限元 最优化
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细观力学有限元法预测复合材料宏观有效弹性模量 被引量:36
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作者 雷友锋 魏德明 高德平 《燃气涡轮试验与研究》 2003年第3期11-15,18,共6页
基于能量等效原理提出了复合材料有效弹性模量的定义 ,并指出了该定义的基础及前提条件。为从理论上计算复合材料宏观有效弹性模量 ,建立了通过细观力学有限元法计算复合材料有效弹性模量的方法。复合材料宏观弹性模量 ,是通过对复合材... 基于能量等效原理提出了复合材料有效弹性模量的定义 ,并指出了该定义的基础及前提条件。为从理论上计算复合材料宏观有效弹性模量 ,建立了通过细观力学有限元法计算复合材料有效弹性模量的方法。复合材料宏观弹性模量 ,是通过对复合材料细观结构代表性体积元的力学响应的计算来得到 ,在该计算方法中 ,给出了施加简便的边界载荷以及恰当的边界变形约束条件的方法。数值计算结果与部分试验结果具有较好的一致性 。 展开更多
关键词 复合材料 有效弹性模量 细观力学有限元法 均匀边界条件
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斜拉桥钢-混组合索塔锚固区节段模型试验研究 被引量:40
7
作者 张奇志 李明俊 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期16-19,共4页
斜拉桥钢-混组合索塔锚固区构造和受力十分复杂,通过索塔锚固区的足尺模型试验,并进行空间的有限元仿真计算分析,给出仿真计算的主要成果及其与试验实测值的比较,得出一些重要结论。试验成果对杭州湾跨海大桥的建设起到了重要的指导作用。
关键词 斜拉桥 桥塔 索塔锚固区 组合结构 模型试验 有限元法
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RTM工艺参数对树脂充模过程影响的模拟与实验研究 被引量:37
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作者 邱婧婧 段跃新 梁志勇 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期70-74,共5页
 通过开发计算机程序与有限元/控制体积分析软件,能够实现对任意复杂三维形状复合材料构件的造型和RTM工艺充模过程的模拟。研究了改变工艺参数时工字孔平板的RTM工艺模拟结果和实验结果,两者基本保持一致;证明了恒压注射情况下,充模...  通过开发计算机程序与有限元/控制体积分析软件,能够实现对任意复杂三维形状复合材料构件的造型和RTM工艺充模过程的模拟。研究了改变工艺参数时工字孔平板的RTM工艺模拟结果和实验结果,两者基本保持一致;证明了恒压注射情况下,充模时间与注射压力、渗透率成反比,与树脂粘度成正比;也证实了该模拟软件确实可用于预测树脂流动模式以及成型效率,为RTM实际工艺设计与优化提供了有效的技术手段。 展开更多
关键词 复合材料 RTM 模拟
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热固性树脂基复合材料固化过程的三维数值模拟 被引量:38
9
作者 谭华 晏石林 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期167-172,共6页
 针对热固性树脂基复合材料成型工艺的固化过程建立了数学模型,并采用有限单元法进行了三维瞬态数值分析。编制了有限元模拟程序CURESIM,通过具体数值模拟算例,表明本文中所建立的分析模型及算法具有较高的可靠性。模拟的固化过程并不...  针对热固性树脂基复合材料成型工艺的固化过程建立了数学模型,并采用有限单元法进行了三维瞬态数值分析。编制了有限元模拟程序CURESIM,通过具体数值模拟算例,表明本文中所建立的分析模型及算法具有较高的可靠性。模拟的固化过程并不特指某一成型工艺,因而模拟的数值方法具有一定的普遍性。模拟程序可以计算得到任意时刻复合材料内温度及固化度分布,通过数值模拟可以有效地优化固化加热工艺参数,提高产品质量。 展开更多
关键词 树脂 固化 有限单元法 数值模拟
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双工字钢组合梁桥钢梁设计参数敏感性分析与优化 被引量:40
10
作者 石雪飞 马海英 刘琛 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期444-451,共8页
对于中小跨径的双主梁式钢板组合梁桥,通过有限元法进行参数分析,综合考虑弯曲应力、局部抗屈曲能力、体系极限承载力等因素,研究局部设计参数(翼缘板宽厚比、腹板高厚比、加劲肋布置等)对双工字钢组合梁桥结构性能的影响,提出设计参数... 对于中小跨径的双主梁式钢板组合梁桥,通过有限元法进行参数分析,综合考虑弯曲应力、局部抗屈曲能力、体系极限承载力等因素,研究局部设计参数(翼缘板宽厚比、腹板高厚比、加劲肋布置等)对双工字钢组合梁桥结构性能的影响,提出设计参数的合理取值建议,并从全桥用钢量最小的角度提出合理钢梁梁高,可为同类工程提供设计参考. 展开更多
关键词 组合梁 双工字钢 设计参数 有限元 屈曲稳定 极限承载力
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考虑张拉与剪切破坏的土坡稳定数值分析 被引量:39
11
作者 戴自航 刘志伟 +1 位作者 刘成禹 何满潮 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期375-382,共8页
论述边坡失稳是滑动土体受张拉和剪切的复合破坏行为,而不是单一剪切破坏的结果,并探讨适用于岩土材料的张拉Mohr-Coulomb剪切复合破坏准则。在采用现行只含单一剪切破坏材料模型的大型有限元程序进行土坡稳定分析时,可通过二次程序开... 论述边坡失稳是滑动土体受张拉和剪切的复合破坏行为,而不是单一剪切破坏的结果,并探讨适用于岩土材料的张拉Mohr-Coulomb剪切复合破坏准则。在采用现行只含单一剪切破坏材料模型的大型有限元程序进行土坡稳定分析时,可通过二次程序开发加入此张拉–剪切复合破坏材料模型,或在数值计算中以剪切破坏区与张拉破坏区刚好连通作为边坡失稳破坏判据2种方法来考虑土体的张拉破坏。采用有限元法和快速拉格朗日有限差分法对7种形式的土坡进行了数值模拟分析与比较。计算结果表明,在考虑土体张拉–剪切复合破坏条件下,2种数值计算方法的分析结果相当。由于土体的抗拉强度小于抗剪强度,因而在不考虑土体的张拉破坏条件下,计算所得边坡稳定安全系数均可能较理论结果偏高1%~10%,故在边坡稳定分析中考虑土体的张拉破坏是必要的。同时,获得了这7种形式的土坡失稳时,对应张拉–剪切复合滑动面形状的规律性认识,可用来检验其他边坡稳定分析法所搜索到的最危险滑动面的合理性。 展开更多
关键词 边坡工程 边坡稳定 张拉和剪切 复合破坏准则 有限元法 有限差分法
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素混凝土劲性水泥土复合桩承载机理分析 被引量:39
12
作者 李俊才 邓亚光 +1 位作者 宋桂华 凌国华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期181-185,共5页
在软基中先施打半刚性水泥土类桩(M桩),水泥未硬凝时再施打劲性桩,形成素混凝土劲性水泥土复合桩(MC桩)。结合工程实例,根据现场静载试验、应力监测及ABAQUS有限元计算结果,研究了素混凝土劲性水泥土复合桩的受力性状,分析总结了素混凝... 在软基中先施打半刚性水泥土类桩(M桩),水泥未硬凝时再施打劲性桩,形成素混凝土劲性水泥土复合桩(MC桩)。结合工程实例,根据现场静载试验、应力监测及ABAQUS有限元计算结果,研究了素混凝土劲性水泥土复合桩的受力性状,分析总结了素混凝土劲性复合桩的承载机理。通过与常规劲性桩的比较表明:(1)素混凝土劲性水泥土复合桩呈现复合地基性状;(2)素混凝土桩身应力集中显著,沿深度急剧减小,至桩端接近为"0",通过劲芯传递到侧壁和桩端的水泥土体中,增大了荷载作用于水泥土体的面积,使复合桩全长范围内的侧阻力和端阻力得到充分发挥;(3)素混凝土桩芯比常规劲性桩更能与水泥土协调匹配,不会刺入水泥土外芯的底端。 展开更多
关键词 素混凝土劲性水泥土复合桩(MC桩) 复合地基 应力监测 有限元 承载机理
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轻钢-混凝土组合梁的试验研究及非线性有限元分析 被引量:28
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作者 张耀春 毛小勇 曹宝珠 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期26-33,共8页
针对轻钢-混凝土组合梁这种新的结构形式,本文进行了六个试件的试验研究,分析了构件的破坏形式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、钢材和混凝土的应变分布及板宽度方向应变分布等。通过试验研究,初步了解了轻钢-混凝土组合梁的特点和各... 针对轻钢-混凝土组合梁这种新的结构形式,本文进行了六个试件的试验研究,分析了构件的破坏形式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、钢材和混凝土的应变分布及板宽度方向应变分布等。通过试验研究,初步了解了轻钢-混凝土组合梁的特点和各种截面的粘结性能。采用组合梁单元模型,对轻钢-混凝土组合梁进行了非线性有限元分析,理论计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 组合梁 荷载-位移 非线性 有限元法 轻钢-混凝土组合结构 试验
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粒子填充聚合物基复合材料导热性能的数值模拟 被引量:32
14
作者 刘加奇 张立群 +3 位作者 杨海波 丁雪佳 陈琪 卢咏来 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期36-42,共7页
根据电镜照片中观察的微观结构信息,基于两套新设计的算法建立了代表体积元(RVE)模型,基于此模型研究了粒子填充聚合物基复合材料的导热性能与微观结构的关系。通过对电镜照片的处理得到两个参数即稀疏区比重和稀疏区半径,建立了与实际... 根据电镜照片中观察的微观结构信息,基于两套新设计的算法建立了代表体积元(RVE)模型,基于此模型研究了粒子填充聚合物基复合材料的导热性能与微观结构的关系。通过对电镜照片的处理得到两个参数即稀疏区比重和稀疏区半径,建立了与实际体系相符的具有非均匀粒子分布结构的RVE模型。制备了氧化铝/高温硫化硅橡胶导热复合材料,并测试了不同填充量下体系的热导率,用以验证模型的有效性。采用有限元方法求解RVE模型得到的热导率预测值与实验值进行对比,结果表明:填料用量在宽范围内预测结果与实验值均吻合很好;与均匀分布或随机分布相比,存在稀疏区和富集区的非均匀分布的体系具有更高的热导率,这种差异在高填充量下当颗粒间形成导热网链时更为显著;在相同填充量下,不同的粒子空间分布结构可使体系热导率差别很大,是影响体系热导率的关键因素。 展开更多
关键词 导热复合材料 热导率 非均匀粒子空间分布 代表体积元模型 有限元 导热硅橡胶
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基于双尺度渐近分析的有限元算法 被引量:30
15
作者 崔俊芝 曹礼群 《计算数学》 CSCD 北大核心 1998年第1期89-102,共14页
The finite element computing methods and the error estimations based on twoscale asymptotic analysis method (see [1]) are presented. Finally, numerical results are given for a typical model. A variety of numerical exp... The finite element computing methods and the error estimations based on twoscale asymptotic analysis method (see [1]) are presented. Finally, numerical results are given for a typical model. A variety of numerical experiments show the capabilities and reliablity of the proposed method. 展开更多
关键词 复合材料 周期结构 双尺度渐近分析 有限元方法
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覆冰复合绝缘子电位分布有限元仿真 被引量:32
16
作者 黎卫国 郝艳捧 +2 位作者 熊国锟 赵宇明 罗兵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期29-35,共7页
国内外对覆冰复合绝缘子电位电场分布研究甚少,研究覆冰复合绝缘子电位分布与选择合理均压环参数,对覆冰地区复合绝缘子设计运行维护具有重要的参考价值。本文利用Ansys12.0软件,采用准静态场有限元法开展了覆冰形态对220kV复合绝缘子... 国内外对覆冰复合绝缘子电位电场分布研究甚少,研究覆冰复合绝缘子电位分布与选择合理均压环参数,对覆冰地区复合绝缘子设计运行维护具有重要的参考价值。本文利用Ansys12.0软件,采用准静态场有限元法开展了覆冰形态对220kV复合绝缘子电位畸变影响研究。建立220kV复合绝缘子二维轴对称模型,研究了大伞桥接前后冰棱长度,覆冰厚度对复合绝缘子电位影响,对比分析了干冰湿冰情况下沿面电位分布,同时,探讨了均压环几何参数对覆冰复合绝缘子电位分布影响规律。结果表明:桥接前,随冰棱长度增加,冰棱间等电位分布线愈密集;桥接后,全部大伞被冰棱桥接时电位分布畸变最严重;复合绝缘子湿冰电位分布比干冰更不均匀,干冰受冰厚影响比湿冰更明显;最后提出改善覆冰复合绝缘子电位分布的均压环几何参数。 展开更多
关键词 覆冰 复合绝缘子 均压环 电位分布 有限元法 仿真分析
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结合梁斜拉桥混凝土收缩徐变影响规律 被引量:31
17
作者 陈亮 邵长宇 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期74-78,共5页
为研究混凝土收缩、徐变对结合梁斜拉桥的影响机理及时效特性,以樟树赣江二桥(主跨400m的双塔双索面半飘浮体系结合梁斜拉桥)为背景进行分析。采用桥梁专业软件RM2006建立全桥有限元模型,对桥梁的时效影响机理、运营期不同构件的时效影... 为研究混凝土收缩、徐变对结合梁斜拉桥的影响机理及时效特性,以樟树赣江二桥(主跨400m的双塔双索面半飘浮体系结合梁斜拉桥)为背景进行分析。采用桥梁专业软件RM2006建立全桥有限元模型,对桥梁的时效影响机理、运营期不同构件的时效影响因素及不同结构体系的时效响应进行研究。研究结果表明,对于结合梁斜拉桥,桥面板收缩、徐变产生的主梁截面初始轴向应变是主梁中跨跨中下挠、边跨斜拉索松弛的主要原因,产生的主梁截面初始弯曲应变是主梁负弯矩出现的主要原因。桥面板收缩、恒载下桥面板徐变是引起边跨斜拉索松弛、主梁中跨跨中下挠的主要因素;桥塔收缩、徐变将引起桥塔附近斜拉索松弛,并使主梁产生局部负弯矩峰值。桥塔处竖向支座及辅助墩的设置会对结合梁斜拉桥的时变效应产生一定的不利影响,单纯从该角度来讲,全飘浮体系较其他体系更为合理。 展开更多
关键词 斜拉桥 结合梁 收缩徐变 影响机理 影响因素 时效特性 结构体系 有限元法
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复合材料层合板开口补强研究 被引量:27
18
作者 寇长河 汪彤 +1 位作者 郦正能 杨旭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期477-481,共5页
对大开口复合材料层合板(包括拉伸板和剪切板)不同补强型式进行了实验和计算研究.有限元计算与实验结果吻合较好.研究表明,插层补强优于面外补强,对称补强优于非对称补强;非对称补强和凹陷板的偏弯影响很大,凹陷板强度甚至低于... 对大开口复合材料层合板(包括拉伸板和剪切板)不同补强型式进行了实验和计算研究.有限元计算与实验结果吻合较好.研究表明,插层补强优于面外补强,对称补强优于非对称补强;非对称补强和凹陷板的偏弯影响很大,凹陷板强度甚至低于未补强板. 展开更多
关键词 复合材料 开口 增强 有限元 层合板
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大型复合材料结构优化设计方法研究 被引量:23
19
作者 张彦考 张铎 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期69-71,共3页
建立了适合于大型复合材料结构的优化设计方法,该方法在复合材料结构有限元分析的基础上对复合材料结构进行优化设计。在建立有限元模型时应用了区域划分技术,然后对结构分两级进行优化:第一级是对结构的铺层角度进行优化,第二级对结构... 建立了适合于大型复合材料结构的优化设计方法,该方法在复合材料结构有限元分析的基础上对复合材料结构进行优化设计。在建立有限元模型时应用了区域划分技术,然后对结构分两级进行优化:第一级是对结构的铺层角度进行优化,第二级对结构的铺层厚度进行优化。最后,以工字梁结构为例,进行了算法验证。 展开更多
关键词 复合材料结构 优化设计 有限元分析 区域划分 多级优化
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复合材料飞轮的三维应力分析 被引量:24
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作者 宫能平 夏源明 毛天祥 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期113-116,共4页
高速旋转的飞轮在给定外径和质量的情况下 ,轮缘采用先进的碳纤维缠绕 ,提高飞轮的转速 ,从而增大飞轮的储能密度 ,解决了飞轮轮缘因高速旋转而断裂破坏的问题。本文采用三维实体元分析计算复合材料飞轮工作时的应力分布 。
关键词 复合材料飞轮 储能密度 三维应力分析 有限元 储能 汽车 能源
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