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车轮材料特性对轮轨磨损与疲劳性能影响的研究 被引量:30
1
作者 陈水友 刘吉华 +2 位作者 郭俊 王文健 刘启跃 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期531-537,共7页
在MMS-2A滚动摩擦磨损试验机上进行不同材料车轮与U75V热轧钢轨的匹配试验,研究材料特性对轮轨试样磨损与疲劳性能的影响.结果表明:随着车轮碳含量增加,组织中珠光体比例增加,珠光体中渗碳体片层间距减小,硬度增大;随着轮/轨硬度比增大... 在MMS-2A滚动摩擦磨损试验机上进行不同材料车轮与U75V热轧钢轨的匹配试验,研究材料特性对轮轨试样磨损与疲劳性能的影响.结果表明:随着车轮碳含量增加,组织中珠光体比例增加,珠光体中渗碳体片层间距减小,硬度增大;随着轮/轨硬度比增大,车轮表层的塑性变形层厚度逐渐减小,对摩副钢轨塑性变形层厚度呈现先增大后减小的趋势;车轮试样磨损形式由小剥离掉块向大剥离掉块转变,钢轨磨损机制由材料表层的轻微剥落向深层剥落磨损转变;提升车轮的硬度,轮轨表面的疲劳裂纹长度减小;且随着车轮硬度的增大,钢轨表面萌生的疲劳裂纹的末端扩展角度有增大的趋势,使钢轨的疲劳裂纹更容易向材料心部扩展. 展开更多
关键词 磨损 硬度比 塑性变形 剥落 疲劳裂纹
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倒装焊Sn—Pb焊点的热疲劳失效 被引量:9
2
作者 张群 陈柳 +4 位作者 程波 徐步陆 王国忠 程兆年 谢晓明 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期727-732,共6页
以对倒装焊 Sn—Pb焊点进行了热循环实验,结合三维全局有限元模拟的结果,研究了 Sn—Pb焊点热疲劳失效.结果表明,充胶后焊点内塑性应变范围减小近一个数量级,从而显著降低焊点的疲劳损伤;由于底充胶改变了 Sn—Pb焊... 以对倒装焊 Sn—Pb焊点进行了热循环实验,结合三维全局有限元模拟的结果,研究了 Sn—Pb焊点热疲劳失效.结果表明,充胶后焊点内塑性应变范围减小近一个数量级,从而显著降低焊点的疲劳损伤;由于底充胶改变了 Sn—Pb焊点应力、应变分 布,使得充胶前后焊点裂纹位置发生改变.Sn—Pb焊点热疲劳裂纹萌生于粗化的富 Sn相,井穿过富 Pb相沿富Sn相生长Sn和 Pb晶粒的非均匀粗化趋势与模拟给出的剪切应变轴向分布一致. 展开更多
关键词 倒装焊 底充胶 Sn-Pb焊点 分层 热疲劳 电子封装
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温度应力对MEMS器件分层失效的影响规律 被引量:9
3
作者 刘加凯 齐杏林 王波 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期84-87,共4页
通过分析MEMS器件多层结构界面裂纹疲劳扩展的影响因素及温度应力对界面疲劳的影响机理,建立了温度应力对分层失效影响的理论模型,并建立了双材料结构层的有限元分析模型,研究了温度应力对界面裂纹疲劳扩展的影响规律。研究结果表明:在... 通过分析MEMS器件多层结构界面裂纹疲劳扩展的影响因素及温度应力对界面疲劳的影响机理,建立了温度应力对分层失效影响的理论模型,并建立了双材料结构层的有限元分析模型,研究了温度应力对界面裂纹疲劳扩展的影响规律。研究结果表明:在温度应力作用下,裂纹易沿界面方向扩展;温度幅值升高,裂纹疲劳扩展速率呈指数关系增大;裂纹从形成初期到扩展至分层失效的过程中历经较慢扩展、相对平稳扩展和快速扩展三个阶段。 展开更多
关键词 MEMS器件 温度应力 分层失效 界面裂纹 疲劳 理论模型 有限元分析
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复合材料层合板分层疲劳性能研究进展 被引量:8
4
作者 陈春露 刘文博 +3 位作者 张璐 王荣国 隋晓东 郑达 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期83-86,共4页
介绍了近年来复合材料层合板分层疲劳模型、数值模拟、以及I型Ⅱ型和混合型分层疲劳性能试验的研究进展,并对复合材料层合板分层疲劳性能进一步的研究进行了展望。
关键词 复合材料层合板 分层 疲劳 模型 模拟 I型 Ⅱ型 混合型
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分层缺陷对复合材料层压板疲劳性能的影响 被引量:6
5
作者 矫桂琼 卢智先 +1 位作者 潘文戈 丁桂珍 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期142-144,共3页
对含有模拟制造分层缺陷的复合材料层压板的压—压疲劳试验表明,层压板有较好的压—压疲劳性能,其低于106循环的S—N曲线在单对数坐标下呈直线关系。低应力水平和寿命高于106循环的试件的剩余压缩强度的下降量低于10%。超... 对含有模拟制造分层缺陷的复合材料层压板的压—压疲劳试验表明,层压板有较好的压—压疲劳性能,其低于106循环的S—N曲线在单对数坐标下呈直线关系。低应力水平和寿命高于106循环的试件的剩余压缩强度的下降量低于10%。超声波C扫描的结果显示,试件的损伤扩展一般是由边缘分层开始的。 展开更多
关键词 复合材料 层压板 疲劳性能 分层缺陷 飞机
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倒装焊底充胶分层与SnPb焊点热疲劳的可靠性 被引量:5
6
作者 张群 谢晓明 +2 位作者 陈柳 王国忠 程兆年 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第10期1072-1076,共5页
采用实验和有限元模拟,研究了底充胶分层和SnPb焊点的可靠性.结果表明,底充胶分层易发生在芯片/底充胶界面边缘处;当底充胶与芯片粘合强度较弱时,底充胶的早期分层是焊点中裂纹萌生扩展从而导致失效的直接原因;当底完胶与芯... 采用实验和有限元模拟,研究了底充胶分层和SnPb焊点的可靠性.结果表明,底充胶分层易发生在芯片/底充胶界面边缘处;当底充胶与芯片粘合强度较弱时,底充胶的早期分层是焊点中裂纹萌生扩展从而导致失效的直接原因;当底完胶与芯片粘合强度较强时.分层可以削弱底充胶对焊点的机械耦合作用,从而影响焊点的热循环寿命,此时,焊点热疲劳裂纹是焊点失效的直接原因。 展开更多
关键词 倒装焊 底充胶 SnPb焊点 分层 热疲劳 可靠性
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复合材料层压板疲劳寿命预测方法 被引量:6
7
作者 董兴建 李亚智 孟光 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1748-1752,共5页
测定了碳纤维/树脂基T300/QY8911复合材料的3组典型单轴循环应力下的S-N曲线.基于试验数据,建立了多轴循环应力作用下单向板的寿命模型,并通过整合平面应力分析、失效分析和材料性质退化模块模拟多向层压板的疲劳失效过程.这种方法试图... 测定了碳纤维/树脂基T300/QY8911复合材料的3组典型单轴循环应力下的S-N曲线.基于试验数据,建立了多轴循环应力作用下单向板的寿命模型,并通过整合平面应力分析、失效分析和材料性质退化模块模拟多向层压板的疲劳失效过程.这种方法试图基于单向板在确定应力比下的疲劳试验结果,预测同种材料体系的任意铺层形式的多向层压板在复杂循环应力作用下的疲劳寿命.对于以分层破坏为主控因素的层压板,基于层间应力的计算结果,用计算面内累计损伤的方法计算分层损伤,层压板的寿命等于分层扩展寿命和分层后子层板剩余寿命之和.考虑分层扩展后,层压板的寿命预测结果得到明显改善. 展开更多
关键词 复合材料 层压板 累积损伤 疲劳寿命 分层
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整体复合材料结构分层疲劳全寿命预测方法研究 被引量:5
8
作者 马存旺 鲁国富 李光亮 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期455-460,共6页
基于粘聚区模型的观点,认为外载荷作用下整体复合材料结构各元件变形均累积于连接界面,则界面分层扩展可用位移间断δ的演化来表征。以此为基础,建立常幅载荷下分层界面损伤-寿命与应变能释放率-寿命之间的联系,将准静态载荷下的位移间... 基于粘聚区模型的观点,认为外载荷作用下整体复合材料结构各元件变形均累积于连接界面,则界面分层扩展可用位移间断δ的演化来表征。以此为基础,建立常幅载荷下分层界面损伤-寿命与应变能释放率-寿命之间的联系,将准静态载荷下的位移间断分为三种情形。提出四个假设,分层疲劳全寿命由基体裂纹形成寿命NM、分层开始寿命ND和分层扩展到一定尺寸寿命NG三部分组成。给出了变幅载荷下界面损伤累积的计算方法和分层疲劳全寿命预测流程。最后,通过两个算例预测常幅和变幅载荷下复合材料分层疲劳全寿命,计算结果与试验结果一致,表明了本文方法的合理性。 展开更多
关键词 整体复合材料结构 粘聚区模型 分层疲劳 全寿命预测方法
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疲劳载荷下复合材料分层损伤扩展的数值模拟方法 被引量:4
9
作者 朱杰 薛璞 李国琛 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期1424-1426,共3页
为了研究复合材料层合结构在疲劳载荷下的分层扩展行为,开发了复合材料层间疲劳损伤数值计算模型。定义层间材料模型包括层间材料本构关系、损伤判据以及疲劳损伤演化法则。疲劳损伤通过定义内聚力单元损伤变量的演化规律来表示。通过... 为了研究复合材料层合结构在疲劳载荷下的分层扩展行为,开发了复合材料层间疲劳损伤数值计算模型。定义层间材料模型包括层间材料本构关系、损伤判据以及疲劳损伤演化法则。疲劳损伤通过定义内聚力单元损伤变量的演化规律来表示。通过有限元商用软件,考虑到疲劳问题的特点,运用加速算法和疲劳载荷等效原理,并结合自定义材料子程序实现了疲劳损伤的模拟。最后,运用该模型模拟了层状复合材料双悬臂梁的疲劳分层扩展,并将数值模拟结果与实验数据对比,表明该模型在模拟层间裂纹的形成和扩展的有效性。 展开更多
关键词 复合材料 疲劳 分层 有限元
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含分层损伤的复合材料层压板后屈曲及低周疲劳分层扩展有限元模拟研究 被引量:4
10
作者 杜洪雨 奚晓波 +3 位作者 孟力华 董晓莉 罗贵骞 石荣荣 《玻璃钢/复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第6期39-43,共5页
基于Abaqus软件建立3D层压板有限元模型,采用虚拟裂纹扩展技术(Virtual Crack Closure Technology,简称"VCCT")模拟分层界面。为接近真实物理模型,引入几何扰动。以含圆形分层区的层压板为研究对象,进行非线性后屈曲分层模拟... 基于Abaqus软件建立3D层压板有限元模型,采用虚拟裂纹扩展技术(Virtual Crack Closure Technology,简称"VCCT")模拟分层界面。为接近真实物理模型,引入几何扰动。以含圆形分层区的层压板为研究对象,进行非线性后屈曲分层模拟。根据后屈曲分层扩展分析结果,以Paris模拟疲劳分层的萌生及扩展,研究复合材料低周疲劳特性。 展开更多
关键词 复合材料层压板 虚拟裂纹闭合技术(VCCT) 后屈曲 分层扩展 低周疲劳
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DELAMINATION FORMATION AND DELAMINATION PROPAGATION OF COMPOSITE LAMINATES UNDER COMPRESSIVE FATIGUE LOADING 被引量:2
11
作者 熊峻江 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CSCD 2000年第1期8-13,共6页
Fatigue tests of the smooth composite laminates and the notched composite laminates under compressive cyclic loading have been carried out. The damage mechanism is discussed and analyzed. Damage evolution is monitored... Fatigue tests of the smooth composite laminates and the notched composite laminates under compressive cyclic loading have been carried out. The damage mechanism is discussed and analyzed. Damage evolution is monitored using stiffness decay. From these tests, it is found that the initial delamination occurs at the free boundary of smooth specimens, or the notch boundary of notched specimens, subjected to the compression-compression cyclic load. A point of view in relation to two-phases of compression fatigue delamination of composites is proposed, namely, compression-compression delamination consists of the delamination formation phase and the delamination propagation, and there is a 'damage transition point' to separate this two-phases. Furthermore, an empirical modulus degradation formula and its parameters fitting method are presented. According to the test data handling results, it is shown that this formula is univocal and can fit the test data conveniently. In addition, two kinds of new anti-buckling devices are designed for these tests. At last, the E-N curves, the D-N curves and the S-N curve of the smooth carbon fiber reinforced composite laminates of T300/648C are determined to predict the fatigue life of the notched composite laminate. And the E-N curve of the notched specimens at the given load ratio R = 10 and minimum load Pmin = -0.45 kN is also measured to verify the estimated result of fatigue life. 展开更多
关键词 Carbon fiber reinforced plastics Composite micromechanics Compressive strength Crack propagation Cyclic loads delamination Elastic moduli fatigue testing Laminated composites STIFFNESS
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减速器管断裂失效分析 被引量:2
12
作者 陈国权 张立文 李佳珊 《失效分析与预防》 2014年第6期379-382,共4页
通过光学显微和电子显微检测技术相结合,对减速器管进行观察与分析。分析结果证实减速器管发生早期疲劳断裂的原因是:减速器管在固化之前,紧固套边缘部分区域碳布发生弯曲变形,碳布层之间发生分层,部分碳纤维发生断裂,导致固化后该区域... 通过光学显微和电子显微检测技术相结合,对减速器管进行观察与分析。分析结果证实减速器管发生早期疲劳断裂的原因是:减速器管在固化之前,紧固套边缘部分区域碳布发生弯曲变形,碳布层之间发生分层,部分碳纤维发生断裂,导致固化后该区域层间结合强度不高,导致该区域减速器管的刚度、强度、抗疲劳性能均大幅度下降,试验过程中在疲劳载荷的作用下分层缺陷区域发生扩展,减速器管发生断裂。 展开更多
关键词 减速器管 复合材料 弯曲变形 分层 疲劳
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地铁车辆频繁启停工况加速钢轨滚动接触疲劳损伤行为 被引量:1
13
作者 沈明学 戴晓龙 +3 位作者 肖叶龙 秦云飞 华李成 熊光耀 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1645-1655,共11页
列车启停过程中轮轨接触应力复杂交变,近站点附近车辆频繁启停运行工况加速了钢轨滚动接触疲劳损伤。为深入了解地铁车辆频繁启停工况下的钢轨滚动接触疲劳损伤特性,利用轮轨滚动接触疲劳/磨损试验台(JD-DRCF/M)开展频繁启停工况下轮轨... 列车启停过程中轮轨接触应力复杂交变,近站点附近车辆频繁启停运行工况加速了钢轨滚动接触疲劳损伤。为深入了解地铁车辆频繁启停工况下的钢轨滚动接触疲劳损伤特性,利用轮轨滚动接触疲劳/磨损试验台(JD-DRCF/M)开展频繁启停工况下轮轨滚动接触疲劳试验。对比研究4种不同加/减速度工况下(0,400,800和1 200 r/min2)轮轨滚动接触界面黏着、钢轨磨耗和疲劳裂纹行为。研究结果表明:在干态环境中,加速工况显著降低了轮轨界面的黏着系数,其中:800 r/min2加速度下降幅最为明显;而进入水介质环境后,黏着系数出现瞬时极低值、加速度工况下的黏着系数降幅程度差异显著。加速度工况未引起钢轨的过高磨耗,但其对钢轨磨损形貌、表面粗糙度等的影响均较为显著,过高的加速度极易诱发钢轨以剥层机制失效并伴随表面粗糙度的大幅提升。钢轨磨耗与轮轨界面的剪切作用密切相关,加速度的存在往往不同程度地加剧了近表层钢轨材料的塑性变形和疲劳裂纹的萌生与扩展,使得裂纹扩展角、裂纹长度与数量均有不同程度地增加。因此,有必要开展实验条件下钢轨试样滚动接触损伤与实际现场钢轨损伤间的等效性评估,以利于指导近站点附近地铁车辆启停工况参数的优化。 展开更多
关键词 频繁启停 滚滑接触 钢轨损伤 表面剥落 疲劳裂纹
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整体复合材料结构分层特性研究进展(三) 被引量:2
14
作者 马存旺 吴伟伟 鲁国富 《飞机设计》 2015年第1期13-24,共12页
整体复合材料件越来越多地被用作现代航空航天器的主承力结构,而分层是其最易出现的破坏形式。本文作为整体复合材料结构分层特性综述的第三部分,重点介绍了分层试验、屈曲分层、扩展准则和疲劳分层研究。首先总结了各种复合材料分层试... 整体复合材料件越来越多地被用作现代航空航天器的主承力结构,而分层是其最易出现的破坏形式。本文作为整体复合材料结构分层特性综述的第三部分,重点介绍了分层试验、屈曲分层、扩展准则和疲劳分层研究。首先总结了各种复合材料分层试验方式和能量释放率计算公式;其次,总结了不同研究者提出的分层扩展准则、疲劳分层裂纹扩展速率计算公式及近些年的研究成果;同时,对近几年屈曲分层研究进行了简要概括。 展开更多
关键词 复合材料结构 分层特性 试验 扩展准则 分层疲劳
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STUDY ON THE TENSILE FATIGUE DAMAGE OF QUASI-ISOTROPIC COMPOSITE LAMINATES
15
作者 I.G.Kim I.S.Kim +1 位作者 O.S.Kim YaragarraK.D.V.Prasad 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2003年第1期1-7,共7页
Quasi-isotropic laminates have isotropic elastic properties in all in-plane directions. Therefore, this kind of laminate is widely used for structural elements. The simplest stacking sequence of quasi-isotropic lamina... Quasi-isotropic laminates have isotropic elastic properties in all in-plane directions. Therefore, this kind of laminate is widely used for structural elements. The simplest stacking sequence of quasi-isotropic laminates is [0/-60/60]s. When the direction of applied axial load to [0/-60/60]S laminate is inclined at a 30-degree angle, we have the other quasi-isotropic laminate [30/-30/90]s under axial load. The failure mechanisms of these two laminates are, however, entirely different from each other because these two laminates have different distribution of the interlaminar stresses. It was confirmed by tensile fatigue tests that the [0/-60/60]s laminate does not show any visible fatigue damage, but the [30/-30/90]s laminate develops edge-delamination during cyclic loading. The analytical results were in good agreement with the experimental results. 展开更多
关键词 composite material delamination fatigue fracture mechanics interlaminar stress
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复合材料T型接头疲劳分层损伤数值仿真研究
16
作者 卞鑫 李国琛 +1 位作者 张凡 赵南 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第21期14-20,共7页
基于内聚力单元方法,开发自定义材料子程序,结合损伤判据和疲劳损伤演化准则,建立复合材料层间疲劳损伤计算模型,并通过有限元对复合材料T型接头层合结构在疲劳载荷下的分层扩展行为进行数值仿真研究,结果表明位移控制下裂纹初期扩展较... 基于内聚力单元方法,开发自定义材料子程序,结合损伤判据和疲劳损伤演化准则,建立复合材料层间疲劳损伤计算模型,并通过有限元对复合材料T型接头层合结构在疲劳载荷下的分层扩展行为进行数值仿真研究,结果表明位移控制下裂纹初期扩展较快,之后裂纹长度增长载荷降低,扩展速率逐渐缓慢,载荷控制相反,裂纹因长度增长而加速扩展。 展开更多
关键词 内聚力单元 分层损伤 疲劳
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纤维增强复合材料层合板分层扩展行为研究进展 被引量:59
17
作者 赵丽滨 龚愉 张建宇 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期166-194,共29页
纤维增强复合材料层合板在航空航天等领域被广泛应用,分层损伤是层合板主要的损伤形式,一直是复合材料力学研究的焦点问题之一。本文从试验研究、理论分析和数值模拟3个方面对国内外在纤维增强复合材料分层问题所取得的研究成果进行了... 纤维增强复合材料层合板在航空航天等领域被广泛应用,分层损伤是层合板主要的损伤形式,一直是复合材料力学研究的焦点问题之一。本文从试验研究、理论分析和数值模拟3个方面对国内外在纤维增强复合材料分层问题所取得的研究成果进行了系统综述,重点介绍了单向复合材料I型、II型和I/II复合型层间断裂韧性测试方法和原理以及多向层合板分层扩展行为的试验研究。得到了表征和评价分层失效机理和扩展行为的纤维桥接模型、静力分层扩展准则和疲劳分层模型,并详细阐述了采用内聚力模型(CZM)、虚拟裂纹闭合技术(VCCT)和扩展有限元方法(XFEM)等先进数值方法模拟分层扩展的研究现状。最后,对复合材料层合板分层扩展研究的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 层合板 分层 断裂韧性 疲劳分层扩展速率
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纤维金属层极疲劳寿命预测的研究进展 被引量:7
18
作者 吴学仁 郭亚军 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期304-316,共13页
简要介绍了纤维金属展板的起源、性能特点、应用现状与前景,对其疲劳损伤机理作了简要分析.对影响层板疲劳寿命的两个关键因素──桥接应力与分层扩展从理论分析与测量技术两方面结合自己的研究成果作了系统评析.详细分析了层板在等... 简要介绍了纤维金属展板的起源、性能特点、应用现状与前景,对其疲劳损伤机理作了简要分析.对影响层板疲劳寿命的两个关键因素──桥接应力与分层扩展从理论分析与测量技术两方面结合自己的研究成果作了系统评析.详细分析了层板在等幅疲劳下寿命预测的研究现状.介绍了层板在变幅载荷下的疲劳行为(包括裂纹扩展与分层扩展)与寿命预测的研究进展,指出了目前预测模型的有待改进的建议. 展开更多
关键词 纤维金属层板 损伤 裂纹扩展 疲劳寿命预测
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玻璃纤维铝合金层板(FMLs)的疲劳损伤特性及S-N曲线 被引量:3
19
作者 马玉娥 王博 熊晓枫 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期222-226,共5页
根据国内外标准和参考文献,针对玻璃纤维增强铝合金层板(FMLs)的特点设计出FMLs疲劳试验件,进行了不同载荷下的R=0.1等幅拉-拉疲劳试验。疲劳试验过程中FMLs最先在表面铝层内出现裂纹,随后表面铝层可见多条裂纹。随着循环载荷数的增加,... 根据国内外标准和参考文献,针对玻璃纤维增强铝合金层板(FMLs)的特点设计出FMLs疲劳试验件,进行了不同载荷下的R=0.1等幅拉-拉疲劳试验。疲劳试验过程中FMLs最先在表面铝层内出现裂纹,随后表面铝层可见多条裂纹。随着循环载荷数的增加,裂纹不断扩展,并在界面出现分层现象,然后分层损伤快速扩展直至完全断裂破坏。测得了FMLs的疲劳裂纹起裂寿命和裂纹扩展寿命,给出了其疲劳寿命的规律性。得到了FMLs和同样厚度碳纤维复合材料CCF300的S-N曲线,并进行了对比。FMLs的疲劳寿命随载荷变化平缓,近似成对数趋势;在载荷大于400 MPa时FMLs的疲劳寿命与CCF300碳纤维复合材料层板相当;当疲劳载荷最大值低于300 MPa,FMLs的疲劳寿命比CCF300复材板要低。为飞机结构设计师们提供了材料基础性能和信息。 展开更多
关键词 玻璃纤维增强铝合金层板 疲劳裂纹起裂寿命 裂纹扩展寿命 分层扩展 S-N曲线
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纤维桥联作用下的复合材料Ⅰ型疲劳分层扩展
20
作者 姚辽军 魏景超 +3 位作者 陈向明 啜明月 李含月 果立成 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期177-191,共15页
先进复合材料以其优异的力学性能及在结构减重方面的巨大潜力已经广泛应用于航空航天领域,其用量多少已经成为衡量一个国家高端装备技术发展水平的重要标志之一。疲劳分层是导致航空航天复合材料结构失效的重要原因,纤维桥联对疲劳分层... 先进复合材料以其优异的力学性能及在结构减重方面的巨大潜力已经广泛应用于航空航天领域,其用量多少已经成为衡量一个国家高端装备技术发展水平的重要标志之一。疲劳分层是导致航空航天复合材料结构失效的重要原因,纤维桥联对疲劳分层扩展存在显著影响。同时,不同断裂模式下,复合材料抵抗Ⅰ型疲劳分层扩展的能力最低。因此,针对纤维桥联作用下的复合材料Ⅰ型疲劳分层扩展问题开展研究,具有十分重要的意义。本文对作者课题组近年来开展的相关研究工作进行了系统总结和介绍,重点对以下问题进行了分析讨论:纤维桥联对疲劳分层扩展的影响规律及机理;纤维桥联作用下的疲劳分层扩展模型和分析方法;疲劳分层扩展分析模型的应用和验证。研究表明,纤维桥联对疲劳分层扩展存在显著的抑制作用,将导致疲劳分层扩展速率随分层扩展长度的增加而显著下降;纤维桥联在疲劳分层扩展中的作用机理与静态分层扩展存在不同,疲劳分层扩展主要的能量耗散集中于分层前缘附近,桥联纤维中的能量耗散相对有限;并且纤维桥联强弱对疲劳分层前缘的损伤失效机制无显著影响。因此,采用作用于分层前缘处的应变能释放率作为疲劳裂纹扩展相似性参数,能够对纤维桥联作用下的复合材料Ⅰ型疲劳分层扩展进行有效的分析和表征,满足疲劳裂纹扩展相似性假设的基本要求;以此为基础,采用双参数形式的疲劳分层扩展准则,能够有效考虑应力比的影响,实现不同载荷工况下复合材料Ⅰ型疲劳分层扩展行为的有效分析和表征。 展开更多
关键词 疲劳分层 纤维桥联 相似性原理 疲劳分层扩展准则 复合材料
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