1991年 第8卷 第2期
1991, 8(2): 1-8.
摘要:
本文基于能量等效原理,采用有限元法和随机统计试验的Monte-Carlo方法相结合的随机分析数值方法,提出了可用于短纤维复合材料刚度预报的有限元随机能量法.文中还以碳纤维/AG3合金、碳纤维/GA321合金和钢纤维/尿烷复合材料为例,用本文方法对其刚度特性进行理论预报,所得理论预报与试验值吻合很好,说明本文提出的分析模型和方法是有效的.
本文基于能量等效原理,采用有限元法和随机统计试验的Monte-Carlo方法相结合的随机分析数值方法,提出了可用于短纤维复合材料刚度预报的有限元随机能量法.文中还以碳纤维/AG3合金、碳纤维/GA321合金和钢纤维/尿烷复合材料为例,用本文方法对其刚度特性进行理论预报,所得理论预报与试验值吻合很好,说明本文提出的分析模型和方法是有效的.
1991, 8(2): 9-17.
摘要:
本文提出了一种增量形式的受损弹脆性材料的本构关系,此关系考虑了材料与损伤两者的各向异性.而且,导出了损伤模量、有效弹性模量以及动态弹性模量等张量表达式.根据本文提出的理论和方法,给出了考虑局部损伤的结构有限元方法,并应用于模拟复合材料板的损伤一破坏过程.最后,受拉伸的带中心圆孔的玻璃纤维布/环氧树脂复合材料板损伤过程的计算结果用等损伤线图形显示出来.
本文提出了一种增量形式的受损弹脆性材料的本构关系,此关系考虑了材料与损伤两者的各向异性.而且,导出了损伤模量、有效弹性模量以及动态弹性模量等张量表达式.根据本文提出的理论和方法,给出了考虑局部损伤的结构有限元方法,并应用于模拟复合材料板的损伤一破坏过程.最后,受拉伸的带中心圆孔的玻璃纤维布/环氧树脂复合材料板损伤过程的计算结果用等损伤线图形显示出来.
1991, 8(2): 19-24.
摘要:
本文讨论了纤维增强复合材料层板沿+θ/-θ层间断裂韧性的研究方法;提出在满足一定力学条件时,可沿用机械载荷实验方法测得GC中“纯机械部分”Gm;结合数值方法计算得出“纯温度部分”GT,从而得到GC.给出一个针对DCB试验的充分条件,据此设计铺层并对T300/648和T300/QY8911进行试验和分析(θ=0~30°)、讨论了大变形的影响并提出一个新的修正系数.结合θ对GC的影响及断口微观形貌作了进一步讨论.
本文讨论了纤维增强复合材料层板沿+θ/-θ层间断裂韧性的研究方法;提出在满足一定力学条件时,可沿用机械载荷实验方法测得GC中“纯机械部分”Gm;结合数值方法计算得出“纯温度部分”GT,从而得到GC.给出一个针对DCB试验的充分条件,据此设计铺层并对T300/648和T300/QY8911进行试验和分析(θ=0~30°)、讨论了大变形的影响并提出一个新的修正系数.结合θ对GC的影响及断口微观形貌作了进一步讨论.
1991, 8(2): 25-32.
摘要:
本文设分层发生在距层板表面不远处,由此建立了子层屈曲分析的力学模型,利用Ragleigh-Ritz能量法及通过选择能够表征层板拉—剪和弯—扭耦合效应效应的位移函数,导出了子层屈曲的特征方程,给出了几种铺层角度下,圆形子层临界应变随分层半径R,基层泊松比的变化规律和单向子层临界应变随铺层角变化规律.
本文设分层发生在距层板表面不远处,由此建立了子层屈曲分析的力学模型,利用Ragleigh-Ritz能量法及通过选择能够表征层板拉—剪和弯—扭耦合效应效应的位移函数,导出了子层屈曲的特征方程,给出了几种铺层角度下,圆形子层临界应变随分层半径R,基层泊松比的变化规律和单向子层临界应变随铺层角变化规律.
1991, 8(2): 33-40.
摘要:
本文研究了十字叠层板横向剪切刚度系数的计算方法.指出前人采用的横向剪应力为抛物线分布的假设不够准确,使Cii的计算值产生误差.本文首先推导了横向剪应力沿厚度分布的计算公式,然后用幂级数拟合了近似权函数,用权函数法和能量法对两种铺层结构的碳/环氧十字叠层板的Cii进行了计算.对比了两种方法的结果,并与文献[1]的方法作了对比.结果表明,对于对称层板本文权函数法与文献[1]的结果基本一致;而对于非对称叠层板,二者差别明显.能量法结果与权函数法对比,前者更精确.
本文研究了十字叠层板横向剪切刚度系数的计算方法.指出前人采用的横向剪应力为抛物线分布的假设不够准确,使Cii的计算值产生误差.本文首先推导了横向剪应力沿厚度分布的计算公式,然后用幂级数拟合了近似权函数,用权函数法和能量法对两种铺层结构的碳/环氧十字叠层板的Cii进行了计算.对比了两种方法的结果,并与文献[1]的方法作了对比.结果表明,对于对称层板本文权函数法与文献[1]的结果基本一致;而对于非对称叠层板,二者差别明显.能量法结果与权函数法对比,前者更精确.
1991, 8(2): 41-46.
摘要:
本文分析了现有内界面模型[1,3,4]在裂纹尖端邻域失效的原因,建议了一个内界面两侧位移差[u]与界面应力σ的非局部关系式(见公式(6)).特别地,对裂尖处应力具有(1/2)阶奇性的情形,以法向分量为例,导出了简单的关系式(参见§3中的公式(10)):其中d1为某非局部特征长度,K1为内界面常数,x为从裂尖标起的内界面线坐标.对切向分量也有类似结果,新模型保留了原有模型简洁的形式,且在远离裂尖处退化为原有模型.
本文分析了现有内界面模型[1,3,4]在裂纹尖端邻域失效的原因,建议了一个内界面两侧位移差[u]与界面应力σ的非局部关系式(见公式(6)).特别地,对裂尖处应力具有(1/2)阶奇性的情形,以法向分量为例,导出了简单的关系式(参见§3中的公式(10)):其中d1为某非局部特征长度,K1为内界面常数,x为从裂尖标起的内界面线坐标.对切向分量也有类似结果,新模型保留了原有模型简洁的形式,且在远离裂尖处退化为原有模型.
1991, 8(2): 47-50.
摘要:
本文通过推导复合材料强度试验值之准确度与试样破坏部位的关系和破坏发生在试样不同部位的概率,研究了试样过渡区应力集中对复合材料强度试验的影响,讨论了提高试验准确度的措施.
本文通过推导复合材料强度试验值之准确度与试样破坏部位的关系和破坏发生在试样不同部位的概率,研究了试样过渡区应力集中对复合材料强度试验的影响,讨论了提高试验准确度的措施.
1991, 8(2): 51-56.
摘要:
本文研究不同纤维长径比对碳纤和玻纤环氧复合材料动态力学性能的影响.结果表明,随长径比的增大,材料的力学内耗下降而模量增加;在低长径比,碳纤复合材料的内耗值比玻纤复合材料的高.达到一定长径比后,内耗值和模量值趋于连续纤维复合材料的值.温度越高,基体模量下降,达到相同纤维刚度的使用效率所需要的长径比就越大.用材料在外载荷或热缩应力作用下,纤维及其界面上沿纤维方向上的应力大小和分布随长径比的变化规律解释上述现象.
本文研究不同纤维长径比对碳纤和玻纤环氧复合材料动态力学性能的影响.结果表明,随长径比的增大,材料的力学内耗下降而模量增加;在低长径比,碳纤复合材料的内耗值比玻纤复合材料的高.达到一定长径比后,内耗值和模量值趋于连续纤维复合材料的值.温度越高,基体模量下降,达到相同纤维刚度的使用效率所需要的长径比就越大.用材料在外载荷或热缩应力作用下,纤维及其界面上沿纤维方向上的应力大小和分布随长径比的变化规律解释上述现象.
1991, 8(2): 57-62.
摘要:
本文通过拉伸状态下的蠕变试验,对玻璃纤维增强聚丙烯的蠕变曲线进行了测定,确定了材料的流变模型和有关方程,求得了各个流变参数;进一步讨论了纤维含量、温度对材料的流变模型及其参数的影响,对材料的使用具有一定的指导意义.
本文通过拉伸状态下的蠕变试验,对玻璃纤维增强聚丙烯的蠕变曲线进行了测定,确定了材料的流变模型和有关方程,求得了各个流变参数;进一步讨论了纤维含量、温度对材料的流变模型及其参数的影响,对材料的使用具有一定的指导意义.
1991, 8(2): 63-70.
摘要:
本文介绍了连续碳纤维增强聚醚砜复合材料(CF/PES)的制造工艺与性能.阐述了一种改进的连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的制造方法,给出了CF/PES复合材料的最佳模压成型工艺条件,制得了低孔隙率、高机械性能的复合材料.最后,分析了CF/PES的断裂模式和断口形貌.
本文介绍了连续碳纤维增强聚醚砜复合材料(CF/PES)的制造工艺与性能.阐述了一种改进的连续纤维增强热塑性复合材料预浸料的制造方法,给出了CF/PES复合材料的最佳模压成型工艺条件,制得了低孔隙率、高机械性能的复合材料.最后,分析了CF/PES的断裂模式和断口形貌.
1991, 8(2): 71-76.
摘要:
本文用PERKIN-ELMER公司(简称P-E公司)的DSC-7仪器测定了SY—25胶膜的固化反应.根据DSC测试原理建立的动力学方程,通过DSC—7动力学软件,求出SY-25胶膜的固化反应动力学参数-固化反应表观活化能(Ea)、反应级数(n)以及表观频率因子(Z).利用已得到的动力学参数值,进一步预测SY-25胶膜的固化反应程度(α)、固化反应温度(Tc
本文用PERKIN-ELMER公司(简称P-E公司)的DSC-7仪器测定了SY—25胶膜的固化反应.根据DSC测试原理建立的动力学方程,通过DSC—7动力学软件,求出SY-25胶膜的固化反应动力学参数-固化反应表观活化能(Ea)、反应级数(n)以及表观频率因子(Z).利用已得到的动力学参数值,进一步预测SY-25胶膜的固化反应程度(α)、固化反应温度(Tc
1991, 8(2): 77-83.
摘要:
本文对聚碳硅烷化学转化法制备碳纤维增强碳化硅复合材料的生产工艺进行了研究,探讨了工艺参数对材料性能的影响.研究结果表明,聚碳硅烷分子量是影响材料性能的重要参数,纤维和基体间热膨胀系数的不匹配可通过向基体内加少量二氧化锆进行改善.材料的力学和热学性能测试结果表明,C/SiC复合材料具有较好的综合性能,其断裂韧性比未增强的单一陶瓷提高较多.利用电镜分析了弯曲试样的断口形貌.
本文对聚碳硅烷化学转化法制备碳纤维增强碳化硅复合材料的生产工艺进行了研究,探讨了工艺参数对材料性能的影响.研究结果表明,聚碳硅烷分子量是影响材料性能的重要参数,纤维和基体间热膨胀系数的不匹配可通过向基体内加少量二氧化锆进行改善.材料的力学和热学性能测试结果表明,C/SiC复合材料具有较好的综合性能,其断裂韧性比未增强的单一陶瓷提高较多.利用电镜分析了弯曲试样的断口形貌.
1991, 8(2): 85-90.
摘要:
本文研究了碳化硅晶须增强铝(SiCw/Al)复合材料的干滑动磨损行为,给出了磨损机制图.根据磨损表面形貌和磨损机制图进一步深入分析了磨损破坏的微观本质.
本文研究了碳化硅晶须增强铝(SiCw/Al)复合材料的干滑动磨损行为,给出了磨损机制图.根据磨损表面形貌和磨损机制图进一步深入分析了磨损破坏的微观本质.
1991, 8(2): 91-96.
摘要:
本文用夏比冲击试验(Instrumented Charpy Testing)与SEM断口分析研究了SiCw/6061Al复合材料的冲击破坏行为.与SiCw是混乱分布的铸态SiCw/6061Al复合材料相比,挤压变形后材料的冲击韧性明显提高.热挤压变形改善了材料的性能.研究观察发现了分层开裂的现象.本文详细讨论了SiCw/6061Al复合材料的冲击断裂方式、比较了变形前后冲击破坏方式的差异,并分析了热挤压变形后韧性提高的原因.
本文用夏比冲击试验(Instrumented Charpy Testing)与SEM断口分析研究了SiCw/6061Al复合材料的冲击破坏行为.与SiCw是混乱分布的铸态SiCw/6061Al复合材料相比,挤压变形后材料的冲击韧性明显提高.热挤压变形改善了材料的性能.研究观察发现了分层开裂的现象.本文详细讨论了SiCw/6061Al复合材料的冲击断裂方式、比较了变形前后冲击破坏方式的差异,并分析了热挤压变形后韧性提高的原因.