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1992年  第9卷  第2期

对称斜交铺层复合材料层板在平面变形情况下分层问题的解析-广义变解法
孟庆春, 张行, 王俊奎
1992, 9(2): 1-12.
摘要:
本文采用弹性力学的位移解法研究对称斜交铺层复合材升层板在平面变形情况下的分层问题,得到了满足所有基本方程,层间连续条件与裂纹表面静力边界条件的位移场与应力场的本征展开式.然后利用分区广义变分原理代替裂纹表面以外的边界条件,确定位移场与应力场表达式中的待定系数,进而确定裂纹尖端附近奇异应力场的控制量--广义应力强度因子.由于所有基本方程预先得以满足,在变分方程中只有线积分而无面积分.计算表明,本文方法前期准备工作简便,计算节省机时,结果收敛迅速.
复合材料加筋板的大变形有限元分析
朱菊芬, 余守旗, 陈绍杰
1992, 9(2): 13-18.
摘要:
本文将考虑横向剪切变形的Mindlin's理论应用于复合材料加筋板的大变形分析,在Total-Lagrange坐标系下推导了八结点等参弯曲板单元和三结点等参梁单元的增量平衡方程和切线刚度矩阵,非线性问题采用增量法和Newton-Raphson迭代法相结合的方法求解.本文通过一些算例,证明了所采用单元具有良好的收敛性和足够的精度,并讨论了边界条件、纤维铺设角和加筋疏密等因素对复合材加料筋板非线性解的影响.
分析复合材料螺栓连接接头静强度的一种方法
刘萍, 张开达
1992, 9(2): 19-23.
摘要:
根据复合材料机械连接区逐点逐层破坏的物理本质,采用了每层破坏单元刚度退化和应力空间二阶张量破坏准则,用有限元素法,计算了T300/648碳纤维复合材料21种不同铺层情况的接头强度,分析了它们的破坏模式和破坏过程并与试验结果进行了比较.
第36届SAMPE年会/展览会概况
陈绍杰
1992, 9(2): 24-24,30.
摘要:
SAMPE年会/展览会是在美国每年举行一次的一个世界性的学术/技术活动,是世界上新材料、新工艺和新技术展示的重要窗口,一直与高、新技术的发展密切相关,近年来其主要内容集中在先进复合材料方面,某种程度上可以说是世界上最大的先进复合材料盛会.
弹性压头与复合材料层合梁间的弹性接触分析
息志臣, 陈浩然, 孙雄飞
1992, 9(2): 25-30.
摘要:
冲击器与复合材料接触性态的研究是复合材料低速冲击响应研究的关键.本文采用处理弹性接触问题的有限元混合法研究了弹性压头与复合材料层合梁间的弹性接触问题.用数值算例讨论了静力接触定律和压头弹性、层合梁铺设方式及摩擦等因素对接触内力和层合梁内部层间应力大小和分布的影响,得到一些有益的结论.
复合材料蠕变本构关系及实验测定Ⅰ.本构关系
向小运, 张双寅
1992, 9(2): 31-37.
摘要:
蠕变是复合材料最重要的力学性能之一,实验表明:复合材料在蠕变条件下的变形可以分为弹性变形、粘弹性变形和粘塑性变形.应用不可逆过程的热力学和广义变量的概念可以分析材料的蠕变变形.本文首先回顾了热力学的基本方程;基于Schapery本构关系的假设和思路推导了蠕变本构关系的一般形式,其中包括弹性变形、粘弹性变形和粘塑性变形;考虑到广义力选取的不唯一性,本文提出了广义力选取的原则以使得到的本构关系尽可能地简单;由此本文给出了复合材料的一维蠕变,各向同性复合材料的二维蠕变和纤维增强复合材料平面内的蠕变的本构关系.
复合材料多层厚板的精化高阶理论及其有限元法
傅晓华, 陈浩然, 王震鸣
1992, 9(2): 39-47.
摘要:
本文提出了一种经过改进的复合材料多层厚板的精化高阶剪切变形理论,采用Legendre多项式来逼近位移场沿厚度方向的分布,较好地模拟了横向剪切变形和层间拉、压变形,利用层板上,下自由表面横向剪应力为零的边界条件,对所假定的位移场作了化简,在此基础上构造了相应的有限元.文中通过一些典型算例,与Pagano的弹性力学精确解[9]以及其他高阶理论的解作了比较,说明本文的精化高阶剪切变形理论及其相应的有限元具有精度高和收敛快的优点.
多层粘合板的非线性弯曲分析
蔡敏, 蔡键
1992, 9(2): 49-54.
摘要:
本文按弹性力学的非线性变形理论并计入板横向剪切变形效应来分析多层粘合板的弯曲问题,文中先介绍了单层各向异性板的分析方法(也适用于对称的多层粘合板),然后推广此方法用来求解一般的多层板.
负泊桑比石墨纤维/环氧树脂复合材料的断裂特性
姜秉元, 丁. 乔德瑞
1992, 9(2): 55-61.
摘要:
本文研究了具有平面负泊桑比石墨纤维/环氧树脂非平衡层合复合材料的断裂问题.与具有正泊桑比的常规平衡复合材料相比,这种材秆具有很高的断裂韧性.它抗裂纹扩展能力强,缺口断裂强度高,缺口敏感性低,有重要的工程意义.
纤维增强聚合物复合材料的三相动态粘弹模型及其界面结构参数
闻荻江, 刘世民
1992, 9(2): 63-71.
摘要:
本文以复合材料界面作为中间相(界面相),借助Takayanagi的两相共混模型及Ziege的修正公式,导出了单向纤维增强聚合物复合材料的三相动态粘弹共混模型,得到了界面层的几何结构混合参数(ri、Vi、λL及中间参数B)及界面相的各个动态粘弹性参数.这些参数可以根据复合材料的动态粘弹性实验结果求得,利用上述导出的模型,对玻璃纤维单向增强不饱和聚酯的动态粘弹性进行了试验,结果表明,随着温度的变化,界面相的厚度ri、体积分数Vi及动态粘弹参数也会发生一定的变化,存在着界面相与基体相之间的相互转变.
涂层碳纤维增强镁基复合材料
王浩伟, 商宝禄, 郑来苏, 周尧和
1992, 9(2): 73-76.
摘要:
采用液态浸渗方法,使表面带有镍、铜和二氧化硅涂层的碳纤维与金属镁结合,形成C/Mg复合材料.研究发现:镍,铜、二氧化硅涂层均可实现镁液对纤维的润湿,形成复合材料;复合材料形成后,镍和铜涂层均已消失;镍在高温下与碳纤维相容性较差;二氧化硅涂层稳定,对纤维有较好的保护作用,涂层不同,形成了不同的纤维分布状态.
C/Al复合材料界面反应动力学
吴建新, 李鹏兴, 吴人洁, 施蓓培
1992, 9(2): 77-81.
摘要:
本文通过对扩散控制C/Al界面反应的理论分析和试验测量,建立了模拟复合材料界面反应的动力学方程.理论分析求解的是一组反应扩散方程;实验测量界面反应层厚度用的是扫描俄歇微探针深度剖面分析方法.实验测量的结果很好地验证了理论分析所建立的界面反应动力学方程,并给出了所用样品界面反应的激活能.
SiC颗粒体积分数对SiCp/Al复合材料疲劳裂纹扩展的影响
李昆, 金晓东, 颜本达, 李鹏兴
1992, 9(2): 83-88.
摘要:
本文通过对疲劳裂纹扩展速率的测试和对疲劳裂纹扩展路径及疲劳断口的观察分析,研完了SiC颗粒体积分数对SiCp/Al复合材料疲劳裂纹扩展的影响.结果表明:随着SiC颗粒体积分数的增加,复合材料疲劳裂纹扩展抗力增加,但只有SiC颗粒体积分数为15%时,复合材料的疲劳裂纹扩展抗力才优于基体.
Al2O3/Al-4.5Cu-Ce合金复合材料的界面现象
刘耀辉, 何镇明, 于思荣, 陈秉聪, 李庆春
1992, 9(2): 89-94.
摘要:
本研究采用座滴法和电子探针探讨了Al-4.5Cu-Ce合金的表面张力及其与Al2O3的界面润湿性、界面结构、界面结合方式和强度.得出:饰降低Al-4.5Cu合金的表面张力,提高Al2O3/Al-4.5Cu合金的润湿性和界面剪断应力;铈改善润湿性的机制是在界面上的吸附与富集,未发现铈与Al2O3的界面反应产物,界面仍属于直接结合界面.
锌基-结晶硅、陶瓷粒子复合材料的组织与性能
周彼德, 安阁英, 许志远, 彭德林, 闵光辉
1992, 9(2): 95-104.
摘要:
本文研究了用流变铸造工艺制造的锌基-结晶硅,陶瓷粒子复合材料的组织、凝固特点、力学性能,热膨胀系数及摩擦磨损特性.研究发现,SiC粒子可作为高铝锌基合金的初生相的形核衬底,分布在晶内并可细化晶粒;硅粒子的分布与合金的结晶特性有关.而Al2O3粒子分布在晶界,对初生相有粗化趋势.也研究了粒子对锌基合金力学性能的影响,发现合金抗拉强度略有下降,硬度提高,粒子含量适当时延伸率及韧性提高.加入粒子后锌基合金热膨胀系数减小,耐磨性明显提高,从而使其能更好的满足模具,轴承材升的要求.
增强纤维的梯度功能涂层
李华伦, 梁晓宏, 毛志英, 商宝禄
1992, 9(2): 105-109.
摘要:
本文在分析纤维增强金属基复合材料的纤维/基体界面的行为以及对增强纤维涂层的要求的基础上,提出能满足抗扩散,反应障垒、润湿媒介和保证纤维发挥潜能等多种要求的纤维涂层结构--梯度功能涂层.本文还介绍了用化学气相沉积(CVD)的方法在碳纤维上制备梯度功能涂层的细节.