复合材料层合板低速冲击承载能力细观力学有限元模型

根据复合材料的力学特性,结合有限元理论和工程经验,提出了一种计算复合材料加筋板结构后屈曲承载能力的工程简化理论与方法,并以复合材料j型加筋板计算模型为例,从工程角度说明了计算后屈曲承载能力的思路与公式.利用该方法通过算例计算,将计算结果与实验结果进行对比,发现该种复合材料加筋板稳定性计算方法可以解决后屈曲的几何非线性带来的计算难度,能保持较高的精度,并可用于飞机结构设计的实际应用中.

复合材料在静态和动态载荷作用下的损伤形式是十分复杂的,精确的模型能更深刻地揭示复合材料的损伤机理。以hahn和tsai提出的单向损伤模型为基础建立了刚度递降关系,运用上述刚度递降关系给出了一个疲劳寿命算例,计算数据与试验结果较为吻合,相对误差分别为7.72%和8.79%。结果表明:材料在循环加载作用下的损伤过程大体上可以分为两个阶段;通过保留泰勒级数展开二次项,能准确模拟出材料的"突然死亡"行为。

对于竖向承载复合桩基,利用三维有限元数值模拟技术对其承载能力进行分析。主要研究当桩周土体为松砂时,桩距对群桩侧阻、端阻、承台内外区土阻力、群桩总承载力的影响,并将各自的群桩效应系数与《建筑桩基技术规范》jgj94—94中的有关数据进行比较。

结合复合材料修正后的h-r混合变分原理,直接借助应力-应变关系,推导了新的应力模式,建立了复合材料层合板的杂交等参有限元列式。利用mathematica语言编程进行数值实例分析,其计算结果与相关文献的精确解以及abaqus软件建模分析结果对比,实例证明该方法所得到的各个静力学量更接近精确解,并且可用较少的网格划分得到较精确的解。

对复合材料开孔层合板有限元建模过程中网格划分方法进行量化研究。应用参数化的方法建立多种板宽孔径比、多种铺层比例的开孔层合板模型,逐级调整网格密度,计算单轴拉伸载荷作用下孔边最大应力集中系数。根据有限元结果,结合牛顿插值的数值计算方法,模拟出开孔层合板合理的网格密度划分方程。然后,对该网格划分方程下计算的数值解进行试验验证与解析解验证。结果表明,这种网格密度划分方程能有效地降低计算误差,可以在板宽孔径比大于3的复合材料开孔层合板的有限元计算中广泛使用。

平面编织复合材料层合板低速冲击后的拉伸性能

建立双伸缩立柱的力学模型,依据国家标准,分别计算出立柱在承受1.1倍偏载与2倍中心载荷的情况下,立柱各段的最大挠度及最大应力。利用有限元分析软件ansys对立柱在承受以上2种载荷的情况下进行有限元分析,直观地展现出立柱在受力时其应力及位移的大小与分布。结果表明,力学计算结果和ansys分析结果基本一致,从而验证了有限元法在此结构分析中的合理性。

基于施工风险及工程造价等因素考虑,南京长江隧道采用盾构法施工。盾构为圆形断面,内部为预制车道板、牛腿等结构,随着使用年限的增加,车道板、牛腿逐渐出现开裂、渗水等现象。采用有限元对车道板及牛腿结构内力进行了计算分析,结果表明,隧道行车道板的设计截面和配筋满足规范要求,设计裂缝宽度也在规范要求范围内,且有一定的富余。

复合材料力学性能复合材料 百科名片 橡塑复合材料 复合材料(compositematerials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的 方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应， 使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金 属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树 脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳 化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 目录 历史 分类 性能 成型方法 应用 江苏新型复合材料产业园 展开 编辑本段 历史 复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上 百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发 展了玻璃纤

本文介绍了有限元软件abaqus的有限元建模和仿真分析的过程,并且应用abaqus对层合板/夹层板的热膨胀和热弯曲问题进行分析,建模过程中分别采用实体单元和壳单元两种不同单元建模,分别对两种单元建立模型的热膨胀和热弯曲问题仿真分析。通过与精确解的比较可以得出：实体单元可以更好的应用于复合材料层合/夹层结构的热膨胀和热弯曲问题。具有一定的工程指导意义。

针对目前预测沥青混凝土弹性模量的主要方法(基于宏观层面的试验法和经验法)均未能反映其细观结构的问题,基于复合材料细观力学方法建立了沥青混凝土多相的2层嵌入式细观力学模型,求解得到单夹杂复合材料的2个弹性常数(弹性模量和剪切模量);结合多步骤方法,即将各档粒径集料与空隙逐一投入,然后进行均匀化,得到多夹杂复合材料弹性模量,并与试验值进行对比。结果表明:预测结果与试验结果基本相同;该方法能够反映各组成材料在沥青混凝土中所起的力学作用;沥青混凝土的空隙率、沥青胶浆的弹性模量对沥青混凝土的弹性模量有重要影响。

宽w(mm)高h(mm)厚度t(mm)a1(mm2)a2(mm2)a3(mm2)a4(mm2)yc1(mm)yc2(mm)yc3(mm) 1210450.918938.88188.1944.5522.50.45 2210450.918938.88188.1944.5522.50.45 3210451.02104320944.522.50.5 4210451.02104320944.522.50.5 5210451.123147.08229.7944.4522.50.55 6210451.123147.08229.7944.4522.50.55 7210451.225251.122410.5644.422.50.6 8210451.2

通过复合材料细观结构力学方法,分析了石棉纤维/树脂复合材料的力学工作机理,通过分析,石棉纤维/树脂基复合材料力学性能的主要影响因素为:纤维的掺量、基体的抗裂应力、纤维临界体积等,并根据理论分析提出了改进这种新型复合材料力学性能的设计方法。

根据弯曲和拉伸组合作用下的单根纤维的受力状态,提出了细观变位约束模型以求解承受轴拉的随机各向分布纤维增强混凝土的力学性能。将单根随机纤维的理论解在三维空间进行积分运算,有效描述了受拉纤维混凝土开裂后的受力过程,并给出了复合材料拉伸应力与裂纹张开位移、纤维倾斜角的函数关系,绘制的合成纤维混凝土曲线与试验结果有较好的一致性。

复合材料是一种比强度和比模量均较高的材料,通过铺层角的优化设计,在一定范围内还可以改变其性能,提高其承载能力。复合材料已在大型风机叶片结构设计中获得成功应用。叶片是风力机受力最为复杂的部件,也是最重要的部件之一。风力机想要获得较高的风能利用系数和较大的经济效益,其基础就是设计良好的叶片。近年从全球风力发电的现状和趋势来看,风电装机容量逐年上升,其根本原因就在于风力发电所具有的环保性和可再生性,因此风力发电还有巨大的发展空间。本文结合叶片的工作特性对某大型风机复合材料叶片进行了有限元分析,为保证风机叶片结构设计的可靠性及经济性提供了依据。

针对空间结构中常见的复合材料层合壳体结构发展了一种多层相对自由度层合壳元。这种实体型壳元既可以用较粗的网格很好地模拟层合壳,又易与三维实体单元相连接,使变厚度、带有补强的复合材料层合壳体等复杂结构得以正确建模。同时运用旋转周期有限元技术对大规模的空间复合材料层合结构成功实施了屈曲分析。数值算例验证了本文计算策略的有效性。

在cetrumt-2型试验机及lkdm-2000轮廓摩擦磨损仪上考察了氧化物颗粒填充pa1010复合材料的静态蠕变特性与松驰特性,并从实验结果出发,建立了一种新型的粘弹性力学模型.理论计算结果及实验事实表明该模型能较好地反应颗粒增强聚合物复合材料的粘弹性质.

以属性识别理论为基础,建立了水资源承载能力综合评价属性识别模型。结合淮河流域水资源承载能力的综合评价,并与其他评价方法的评价结果进行了比较。结果表明:①属性识别模型可以有效地解决水资源承载能力综合评价问题,且设计合理、计算简单;②淮河流域水资源开发已接近区域水资源承载力,因此开发潜力不大。

为了对高速公路护栏系统开展全面的冲击动力学分析及其优化设计,建立了高速公路波形梁护栏系统受冲击荷载作用的有限元模型,并对建立的护栏系统模型进行了合理性的检验。采用femb软件作为前处理软件,首先根据行业规范建立起包含波形护栏梁、防阻块以及立柱的护栏系统有限元模型,将建立好的三跨缩比护栏系统的有限元模型在冲击条件下与相应的冲击试验进行对比分析,检验了模型的有效性。由于真实护栏系统是多跨连续的,通过对比不同跨数的模型在冲击条件下的结果,确定了足够反映真实多跨连续护栏的合理跨数。结果表明,建立的有限元模型可准确有效地反映真实护栏系统的特性,可用于护栏系统的冲击动力学分析及其优化设计。

**资讯http://www.***.***

研究了在热冲击下任意形状(仅一个方向有曲率)复合材料壳的非线性刚柔耦合动力学响应。根据mindlin理论,建立了任意形状的复合材料壳的非线性应变-位移关系。借助于数学理论以及几何关系,描述了壳上任意点的变曲率。用虚功原理建立了动力学变分方程,并采用等参单元对壳的连续动力学方程进行离散,建立了中心刚体-复合材料壳的刚-柔耦合动力学方程。用高斯积分计算常值阵,为了提高计算效率,采用广义-α法结合newton-raph-son迭代法对动力学方程进行积分。将采用该方法计算得到的频率与ansys软件计算得到的作对比,验证了模型的正确性。通过算例分析了在热冲击作用下复合材料壳的线性、非线性的动力学特性,以及曲率、材料特性对动力学响应的影响。

在纤维石膏速成板-钢筋混凝土密肋组合楼板静力荷载试验研究的基础上,利用adina软件对组合楼板进行非线性有限元分析。分析表明,组合楼板的三维有限元模型合理,计算结果与试验结果吻合较好,并探讨纤维石膏速成板对组合楼板承载力的贡献度。