冲击载荷作用下复合材料层板层间短纤维增韧研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

近年来，纤维增强复合材料在许多重要结构中得到了应用，比强度高、比刚度大和材料性能可设计的特点，使纤维增强复合材料成为最具有发展前途的新型结构材料之一。层合复合材料的层间性能低，严重的制约了该种材料的发展。分层是层合复合材料破坏的主要形式，如何提高层合复合材料的层间韧性和抗分层能力已经成为各国学者关注的焦点。因此，研究层合复合材料的层间增韧方式、增韧性机理及抗分层能力，具有重要的理论意义和应用价值。虽然对该问题进行了大量的研究，但是至今仍然没有十分满意的解决方法。实验表明层间加入适量的韧性短纤维，具有明显的层间增韧效果，但其增韧机理有待于进一步研究。本文通过理论分析和数值模拟研究了冲击载荷作用下短纤维的层间增韧机理，得到一些有意义的结果。本文以复合材料力学及断裂力学为基本理论，对ANSYS软件进行了二次开发，编制了具有分析纤维增强复合材料层间性能的软件。使用增广拉格朗日方法计算接触问题，在裂纹处增加了接触单元，用来模拟材料的不可穿透性。使用Newmark方法求解动力学平衡方程，在每个子步中对计算结果进行修正。使用离散裂纹模型对裂纹进行建模，在裂纹处使用节点双编号的方法，采用节点分离法模拟裂纹的动态扩展。在计算过程中首先计算能量释放率，当能量释放率达极限值时，解除该节点的约束，并引入短纤维桥联力。采用一种双向弹簧单元模拟层间短纤维，通过改变弹簧刚度修正短纤维桥联力，避免了复杂的迭代计算过程。采用断裂力学的方法，研究了不同铺层形式下的能量释放率及应力分布，并与不存在层间短纤维的纤维增强复合材料进行了对比。结果表明，层间短纤维能够减小能量释放率曲线中的尖峰值，有效的提高的层间韧性。

著录项

作者
刘海;
展开▼
作者单位

东北大学;

展开▼
授予单位东北大学;
学科固体力学
授予学位硕士
导师姓名张凤鹏;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类复合材料;工程材料力学（材料强弱学）;
关键词
复合材料; 层间短纤维; 能量释放率; 冲击载荷; 纤维增强; 增韧机理;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 冲击载荷作用下层间短纤维增韧研究 [J] . 张凤鹏 ,刘海 ,黄宝宗 . 东北大学学报（自然科学版） . 2007,第004期
2. 层间短纤维增韧复合材料层板横向裂纹扩展的试验研究 [J] . 赵丽军 ,黄宝宗 ,袁惠群 . 机械强度 . 2010,第4期
3. 冲击载荷作用下复合材料层板动态力学性能的实验研究 [J] . 朱西平 ,韩小平 ,岳珠峰 . 科学技术与工程 . 2005,第003期
4. 短纤维层间增强碳纤维复合材料层板的力学研究 [J] . 刘晓军 ,单忠德 ,战丽 . 工程塑料应用 . 2020,第001期
5. 复合材料层板结构在冲击载荷作用下非线性动力分析 [J] . 沈成武 . 航空学报 . 1990,第011期
6. 基于壳单元的层间短纤维增韧层合板的分层扩展分析 [C] . HE Longlong ,何龙龙 ,LIU Zhaofeng . 第二十九届全国直升机年会 . 2013
7. 低速冲击下层间短纤维增韧作用的有限元分析 [A] . 田旭 . 2011

冲击载荷作用下复合材料层板层间短纤维增韧研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅