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考虑制造因素的变刚度层合板的抗屈曲铺层优化设计 被引量：11
1
作者 顾杰斐 陈普会 +2 位作者 孔斌 杨军 甘学东 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期866-875,共10页
与常规层合板相比,变刚度层合板的制造、有限元建模分析和铺层设计有其特殊之处。首先对设计时需考虑的制造因素进行了归纳,提出了变刚度层合板的铺层设计要求。然后给出了变刚度层合板的理想模型和考虑丝束宽度模型的建模方法。基于理... 与常规层合板相比,变刚度层合板的制造、有限元建模分析和铺层设计有其特殊之处。首先对设计时需考虑的制造因素进行了归纳,提出了变刚度层合板的铺层设计要求。然后给出了变刚度层合板的理想模型和考虑丝束宽度模型的建模方法。基于理想模型对ABAQUS的前处理模块进行二次开发,利用编制的参数化建模程序分析了不同铺放角的变刚度层合板的屈曲性能,并讨论了最小曲率半径对铺层的限制和变刚度设计提高屈曲载荷的机制。基于变刚度层合板的抗屈曲机制建立了一种铺层优化设计方法,使用遗传算法经两步优化得到最优铺层。对最优铺层建立考虑丝束宽度的模型以研究丝束宽度和铺层偏移对变刚度层合板抗屈曲铺层优化结果的影响。研究表明,在变刚度层合板的抗屈曲铺层优化中使用简化的理想模型通常来说是可行的。在考虑制造因素的情况下,优化后的变刚度层合板较常规层合板屈曲载荷有显著提高。 展开更多
关键词 变刚度层合板 制造因素 建模方法 屈曲分析 铺层优化
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拉伸载荷下开孔层合板的纤维铺放轨迹研究 被引量：7
2
作者 谢丽婷 祖磊 +3 位作者 王继辉 李书欣 汪准 王路 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期247-252,共6页
采用自动铺放技术可实现纤维增强复合材料层合板内纤维铺设角度的连续变化。通过最小应变能密度和最大Tsai-Wu强度比,从理论上针对开孔变刚度层合板进行优化,提出了以主应力法、网格化法、化曲为直法三法结合,先以各项同性板为模型,确... 采用自动铺放技术可实现纤维增强复合材料层合板内纤维铺设角度的连续变化。通过最小应变能密度和最大Tsai-Wu强度比,从理论上针对开孔变刚度层合板进行优化,提出了以主应力法、网格化法、化曲为直法三法结合,先以各项同性板为模型,确定主应力轨迹,再把复杂连续的曲线铺放路径离散为若干直线段,确定铺放角度,使纤维沿主应力分布状态设计而成的变刚度曲线铺放层合板在有限元分析软件中得以实现。根据开孔层合板单轴拉伸的仿真对比试验,表明了按主应力设计法生成的曲线铺放层合板比直线铺放有更优异的力学性能,最大第一主应力减少了37.6%,平均应变能密度减少了8.19%,Tsai-Wu强度比即安全裕度提高42%。 展开更多
关键词 纤维曲线铺放 开孔变刚度层合板 主应力法 有限元分析
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变刚度复合材料层合板研究进展
3
作者 王显峰 阳铭广 +3 位作者 刘琛 高文明 孙颖 叶帆 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期17-30,共14页
变刚度复合材料层合板由纤维曲线铺放而成,可以实现刚度分布的变化设计,与传统固定铺层角的复合材料层合板相比,变刚度复合材料层合板在减少重量和成本的同时,也提高了结构性能。随着铺放设备的发展,目前已经能够利用自动铺放技术实现... 变刚度复合材料层合板由纤维曲线铺放而成,可以实现刚度分布的变化设计,与传统固定铺层角的复合材料层合板相比,变刚度复合材料层合板在减少重量和成本的同时,也提高了结构性能。随着铺放设备的发展,目前已经能够利用自动铺放技术实现纤维的曲线铺放。同时,为提高复合材料构件的结构性能和满足不同的工程实际需求,铺层设计方法也从单一角度的直线铺层逐渐向变角度曲线铺层发展。本文首先介绍了变刚度复合材料层合板设计制造方法与有限元建模,接着在刚度分布、屈曲特性、失效行为等方面阐述了变刚度复合材料层合板力学性能的研究进展,然后结合南京航空航天大学复合材料工程自动化技术研究中心在变刚度复合材料层合板振动特性方面的研究,对变刚度复合材料层合板振动特性进行了分析和概括,最后对变刚度复合材料层合板未来的研究趋势进行了论述与展望。 展开更多
关键词 变刚度复合材料层合板 纤维曲线铺放 轨迹设计 有限元建模 力学性能 振动特性
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变刚度CFRP层合板在低速冲击下的分层失效分析 被引量：2
4
作者 牛雪娟 李辰阳 刘江雨 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期431-437,共7页
通过窄带曲线铺放技术制备获得变刚度复合材料层合板结构件,不仅可大大增加结构件设计优化的自由度,还可以改善其机械特性。开发了基于三维Hashin失效准则的VUMAT用户子程序,分析变刚度复合材料层合板在低速冲击工况下的渐进损伤行为。... 通过窄带曲线铺放技术制备获得变刚度复合材料层合板结构件,不仅可大大增加结构件设计优化的自由度,还可以改善其机械特性。开发了基于三维Hashin失效准则的VUMAT用户子程序,分析变刚度复合材料层合板在低速冲击工况下的渐进损伤行为。以CFRP常刚度层合板和七组不同变刚度铺层百分比的层合板为研究对象,研究变刚度碳纤维复合材料层合板在低速冲击载荷下的力学响应特性,以分层损伤面积和能量吸收为指征进行对比分析。变刚度铺层百分比为50%的层合板单层损伤面积相比常刚度层合板减少了2.57%,且层合板底层没有出现分层损伤的完全失效情况。研究结果表明,合理的变刚度铺层可以提升层合板的抗弯刚度,并使层合板在低速冲击载荷下吸收能量更少,提高了抗分层损伤性能。 展开更多
关键词 复合材料层合板 低速冲击 分层损伤 变刚度铺层
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Abaqus二次开发在变刚度层合板屈曲分析中的应用 被引量：2
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作者 董明军 曹忠亮 +1 位作者 韩振华 范广宏 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第3期24-28,共5页
变刚度层合板的屈曲性能是分析其力学性能的主要评判标准之一。本文基于Python语言对Abaqus进行二次开发,建立Python交互式界面,构建变刚度开孔/不开孔层合板的有限元模型,达到快速建模、自动提交分析和采集目标数据的目的。最后,通过... 变刚度层合板的屈曲性能是分析其力学性能的主要评判标准之一。本文基于Python语言对Abaqus进行二次开发,建立Python交互式界面,构建变刚度开孔/不开孔层合板的有限元模型,达到快速建模、自动提交分析和采集目标数据的目的。最后,通过算例讨论了二次开发模型的调用、数据的读取以及结果的输出,验证了二次开发的可行性。本研究为后续Python的变刚度层合板屈曲仿真二次开发应用提供了借鉴思路,具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 Abaqus二次开发 Python建模 复合材料 变刚度层合板 屈曲分析
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