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利用Hashin模型求解复合模量 被引量:1
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作者 王凤池 赵松涛 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期35-38,共4页
为了研究增强体在等腰三角形布置时的复合模量计算方法,利用复合材料力学Hashin模型,将桩间土分成周围的加强环部分和空隙,相邻的桩间土加强环相切。取出一个六角形横截面的横观各向同性的直棱柱体来代表复合地基的计算模型。利用应变... 为了研究增强体在等腰三角形布置时的复合模量计算方法,利用复合材料力学Hashin模型,将桩间土分成周围的加强环部分和空隙,相邻的桩间土加强环相切。取出一个六角形横截面的横观各向同性的直棱柱体来代表复合地基的计算模型。利用应变能原理和余能原理分析得到复合地基的宏观弹性系数,导出了复合模量的理论计算公式。算例及分析表明,利用Hashin模型求解的复合模量大于面积比公式。 展开更多
关键词 复合地基 hashin模型 复合模量 沉降
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基于岩石物理测试模型的测井曲线校正方法 被引量:10
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作者 刘爱疆 张玮 李卿 《中国测试》 CAS 北大核心 2013年第5期20-23,共4页
针对密度测井、纵波速度和横波速度曲线探测深度较浅,受井眼不规则影响比较严重的问题,为研究储层各属性的影响及与弹性属性间的关系,采用岩石物理模型对测井资料进行诊断和校正,提高测井曲线与地层信息的匹配程度。结果表明:经过岩石... 针对密度测井、纵波速度和横波速度曲线探测深度较浅,受井眼不规则影响比较严重的问题,为研究储层各属性的影响及与弹性属性间的关系,采用岩石物理模型对测井资料进行诊断和校正,提高测井曲线与地层信息的匹配程度。结果表明:经过岩石物理模型诊断和校正的测井资料能明显的提高测井资料的品质,根据校正后的资料才能正确的标定井震之间的关系,为地震解释和反演提供可靠的依据。 展开更多
关键词 测井曲线校正 岩石物理模型 等效介质模型 hashin—Shtrkman模型 合成地震记录
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湿热环境下复合材料层合板本构模型研究及其应用 被引量:15
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作者 谢伟 窦鹏鹏 薛展 《航空工程进展》 CSCD 2019年第1期62-72,共11页
近年来复合材料被广泛地应用于航空航天等工程领域。在实际的使用中,复合材料在不同的湿热环境下其力学性能会发生显著变化,针对这一问题,国内外已有大量的试验研究,而对湿热环境下复合材料的本构模型理论的研究则较少。在经典层合板理... 近年来复合材料被广泛地应用于航空航天等工程领域。在实际的使用中,复合材料在不同的湿热环境下其力学性能会发生显著变化,针对这一问题,国内外已有大量的试验研究,而对湿热环境下复合材料的本构模型理论的研究则较少。在经典层合板理论基础上引入湿热膨胀系数的概念,通过定义一个无量纲的温度,建立材料弹性常数与湿热参数之间的函数关系,推导出复合材料单层板在湿热力耦合作用下的本构关系,同时加入三维Hashin失效判定准则对层合板的损伤演化及失效模式进行模拟。结果表明:该模型较好地预测了复合材料层合板在不同湿热环境下的弹性响应,为分析实际工程中复合材料结构模型在湿热环境下的力学行为提供了重要参考。 展开更多
关键词 复合材料 本构模型 湿热环境 hashin失效判定准则
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碳纤维增强复合材料沉头螺栓搭接结构强度及渐进损伤分析 被引量:5
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作者 余芬 刘国峰 +1 位作者 何振鹏 黎柏春 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第11期12-20,共9页
碳纤维增强复合材料(CFRP)因其优异的力学性能在航空工业中得到了广泛的应用,评估复合材料沉头螺栓连接结构的极限承载和损伤扩展对航空器连接结构的经济性和安全性意义重大。本文首先创建复合材料沉头螺栓搭接三维模型,并采用虚拟热变... 碳纤维增强复合材料(CFRP)因其优异的力学性能在航空工业中得到了广泛的应用,评估复合材料沉头螺栓连接结构的极限承载和损伤扩展对航空器连接结构的经济性和安全性意义重大。本文首先创建复合材料沉头螺栓搭接三维模型,并采用虚拟热变形法施加螺栓预紧力,然后利用Fortran语言编写VUMAT用户自定义程序,将所选的刚度退化模式与3D Hashin失效准则嵌入渐进损伤模型中,建立有限元损伤预测模型,研究不同搭接端距对复合材料沉头螺栓连接结构失效的影响。研究结果表明:搭接端距主要影响连接结构的剪切强度,端距越小,其极限承载强度越小,当搭接端径比达到2.5时,极限承载强度随着端径比的增大变化较小;基体拉伸损伤首先出现在最底层的0°铺层,纤维压缩损伤首先出现在锪孔和直孔转折处,失效单元沿施载方向扩展至自由边界失效。 展开更多
关键词 复合材料 沉头螺栓连接 VUMAT 三维hashin失效准则 渐进损伤模型
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含槽口复合材料Ω型加筋壁板渐进损伤分析 被引量:1
5
作者 余芬 安伯宁 +3 位作者 刘武帅 郭拓 邓殿凯 何振鹏 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第4期13-18,27,共7页
对含不同角度槽口的复合材料Ω型加筋壁板受轴向压缩载荷作用下承载强度和失效模式的研究具有重要意义。通过编写VUMAT子程序将选择的三维Hashin失效准则及刚度退化模式加入渐进损伤模型分析中。首先研究0°槽口模型的位移-载荷曲... 对含不同角度槽口的复合材料Ω型加筋壁板受轴向压缩载荷作用下承载强度和失效模式的研究具有重要意义。通过编写VUMAT子程序将选择的三维Hashin失效准则及刚度退化模式加入渐进损伤模型分析中。首先研究0°槽口模型的位移-载荷曲线、面外位移及失效模式,并将结果与实验及已有文献进行对照,验证建立模型的正确性,进一步研究不同角度槽口对加筋壁板的影响。结果表明:具有90°槽口的加筋壁板模型在轴向压缩下的承载能力最强,45°槽口模型承载能力次之,0°槽口模型承载能力最弱。0°槽口模型纤维压缩失效出现在模型的下侧,45°和90°槽口模型均出现在槽口两侧,且三种模型失效均沿与载荷垂直方向扩展。 展开更多
关键词 复合材料 Ω型加筋壁板 VUMAT 三维hashin失效准则 渐进损伤模型
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基于USDFLD二次开发的复合材料层压板损伤分析研究 被引量:1
6
作者 王龙 段静波 路平 《军械工程学院学报》 2016年第2期72-78,共7页
为了对复合材料层压板损伤扩展进行分析研究,基于大型商用有限元软件ABAQUS及二次开发模块USDFLD,采用Hashin准则和最大应力准则,对复合材料层压板损伤扩展进行数值仿真.通过比较仿真结果和已有的实验结果,发现基于二次开发的复合材料... 为了对复合材料层压板损伤扩展进行分析研究,基于大型商用有限元软件ABAQUS及二次开发模块USDFLD,采用Hashin准则和最大应力准则,对复合材料层压板损伤扩展进行数值仿真.通过比较仿真结果和已有的实验结果,发现基于二次开发的复合材料层压板模型能够较好地模拟材料的损伤扩展过程.在验证仿真结果有效性的基础上,进一步综合分析了铺层顺序和铺层角度对层压板损伤扩展的影响.结果表明:复合材料层压板损伤扩展的方向与铺层角度和铺层顺序密切相关,铺层角度对层压板的拉压性能有较大影响;但是铺层顺序和铺层角度对单元发生损伤的时间几乎没有影响. 展开更多
关键词 复合材料 hashin准则 最大应力准则 有限元模拟 二次开发 损伤分析
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含拼接铺层碳纤维增强树脂复合材料拉伸破坏机制 被引量:9
7
作者 陈丁丁 朱萌 +2 位作者 胡其高 王曼漪 王蕊 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1312-1320,共9页
对于尺寸较大或形状复杂的结构,通常需要在纤维增强树脂(FRP)复合材料内部对铺层进行拼接处理。铺层拼接会在材料内部引起复杂的应力分布,具有突出的安全隐患。以同一位置处出现不同层数铺层拼接的单向碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料为... 对于尺寸较大或形状复杂的结构,通常需要在纤维增强树脂(FRP)复合材料内部对铺层进行拼接处理。铺层拼接会在材料内部引起复杂的应力分布,具有突出的安全隐患。以同一位置处出现不同层数铺层拼接的单向碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料为研究对象,重点分析了铺层拼接对材料拉伸力学性能的影响机制。通过拉伸实验,测试了拼接对其力学强度的影响;用相机记录了破坏过程,并结合数字图像相关技术(DIC)对拼接位置附近的应变场进行了监测。利用有限元模型(FEM)模拟和分析结构的破坏机制,采用3D-Hashin准则和渐进损伤模型对CFRP复合材料铺层进行模拟;采用内聚力模型对胶层失效行为进行描述。实验结果表明,拼接结构的引入大幅降低了材料的抗拉强度。FEM模拟与实验测试结果吻合度高,说明了模型的有效性。综合实验结果和模拟分析得到,铺层拼接处产生应力集中,造成被拼接的两部分分离并伴随拼接铺层和连续铺层的层间剪切破坏;层间破坏发生后,拉伸载荷完全由连续铺层承载。因此,材料的最终承载能力由材料中连续铺层数决定。 展开更多
关键词 纤维增强树脂复合材料 拼接铺层 拉伸 3D-hashin 内聚力
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复合材料单搭接胶接接头低速冲击数值模拟 被引量:17
8
作者 罗书舟 陈超 +1 位作者 伍乾坤 胡德安 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期142-148,186,共8页
数值模拟研究了不同胶胶接的HTS40/977-2碳纤维层合板单搭接胶接接头低速冲击性能。对HTS40/977-2层合板冲击过程进行仿真,与实验对比验证了HTS40/977-2层合板材料参数的有效性。采用基于Hashin准则的本构关系模拟层合板面内损伤,采用... 数值模拟研究了不同胶胶接的HTS40/977-2碳纤维层合板单搭接胶接接头低速冲击性能。对HTS40/977-2层合板冲击过程进行仿真,与实验对比验证了HTS40/977-2层合板材料参数的有效性。采用基于Hashin准则的本构关系模拟层合板面内损伤,采用内聚力单元模拟层合板的层间分离和胶层的失效,分别建立了Araldite AV138、Araldite2015和Sikaforce 7752三种不同胶胶接接头低速冲击有限元模型,研究了胶接接头在3 J和4 J能量冲击下的失效模式和能量吸收。在失效模式方面,发现Araldite AV138、Araldite 2015和Sikaforce 7752三种胶接接头胶层的失效模式分别为胶层完全失效、胶层部分失效和胶层未失效,三种胶接接头都出现了不同程度的层合板层间损伤,并且层间损伤依次减小。在能量吸收方面,3J能量冲击下Araldite AV138、Araldite 2015和Sikaforce 7752吸收能量分别为2. 73 J、2. 06 J、1. 67 J,4 J能量冲击下吸收能量分别为2. 91 J、2. 49 J、2. 26 J。仿真结果表明,在低速冲击载荷下胶接接头的失效模式和能量吸收与胶的属性密切相关。胶的韧度越低,接头损伤越严重,能量吸收越多;胶的韧度越高,接头抵抗损伤的能力越强。研究可为复合材料胶接设计与分析提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 胶接 低速冲击 hashin准则 内聚力单元 有限元模型
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拉伸载荷下开孔层合板的渐进损伤分析 被引量:1
9
作者 蔡聪艺 吴海勇 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期45-50,共6页
建立拉伸开孔层合板的渐进损伤模型,研究层合板的失效模式,并分析了不同孔径对开孔层合板极限载荷的影响。通过编写VUMAT子程序将Hashin失效准则和材料退化模型加入渐进损伤分析中。首先将不同网格数量的开孔层合板模型的位移-载荷曲线... 建立拉伸开孔层合板的渐进损伤模型,研究层合板的失效模式,并分析了不同孔径对开孔层合板极限载荷的影响。通过编写VUMAT子程序将Hashin失效准则和材料退化模型加入渐进损伤分析中。首先将不同网格数量的开孔层合板模型的位移-载荷曲线和试验结果进行对照,然后将仿真分析得到的失效模式与试验结果进行对照,验证模型和选用的失效准则的正确性,最后研究了不同孔径对开孔层合板拉伸极限载荷的影响。结果表明:本文建立的渐进损伤模型能够较准确地预测层合板的位移-载荷曲线和失效模式,纤维拉伸失效首先发生在孔边,并沿着45°方向进行扩展,随着孔径的增大,开孔层合板的拉伸极限载荷逐渐减小,且下降速度首先呈线性下降,然后又逐渐增大。 展开更多
关键词 层合板 圆孔 渐进损伤模型 三维hashin准则 VUMAT子程序 复合材料
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疏松砂岩干岩石模量研究
10
作者 魏冰涛 杨国权 曹文俊 《物探与化探》 CAS CSCD 2016年第5期986-990,共5页
目前对疏松砂岩的研究主要是基于一些模型的思想,这些模型都是以Hertz-Mindlin和Walton的接触理论作为基础,从而很好的预测疏松砂岩的干岩石模量。但是,这传统的疏松砂岩模型并不能很好地表征疏松砂岩的弹性性质,经过研究发现,HMR、HMS... 目前对疏松砂岩的研究主要是基于一些模型的思想,这些模型都是以Hertz-Mindlin和Walton的接触理论作为基础,从而很好的预测疏松砂岩的干岩石模量。但是,这传统的疏松砂岩模型并不能很好地表征疏松砂岩的弹性性质,经过研究发现,HMR、HMS预测的干岩石的体积模量比实际测量值略低,如果用Hashin-Shtrikman下限方程内插,会产生更大的误差;HMR、WR预测的剪切模量都会比实际值高出很多,主要是没有考虑颗粒边界的相对运动;WS的适用性不是很好,有些地方预测效果很好,有些地区效果很差;HMS的预测效果很好,适用性很强,但是预测的结果都比实际值略低,如果用Hashin-Shtrikman上限进行内插,会取得很好的结果,并将该结果与传统的疏松砂岩模型对比分析,发现该方法具有很高的精度。 展开更多
关键词 疏松砂岩模型 Hertz-Mindlin WALTON hashin-Shtrikman HMS HMR WR WS
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基于精细化模型的纤维缠绕压力容器失效行为及容积特性影响因素分析 被引量:7
11
作者 祖磊 金书明 +2 位作者 张骞 张桂明 吴乔国 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第12期40-47,共8页
本文通过开展纤维缠绕压力容器水压爆破试验,结合数值仿真分析,探究其失效机理并分析了影响压力容器容积特性的因素。通过三维扫描仪测量出缠绕层的实际轮廓,对比三次样条公式预测的厚度,结合有限元软件Abaqus及Python脚本文件,给出了... 本文通过开展纤维缠绕压力容器水压爆破试验,结合数值仿真分析,探究其失效机理并分析了影响压力容器容积特性的因素。通过三维扫描仪测量出缠绕层的实际轮廓,对比三次样条公式预测的厚度,结合有限元软件Abaqus及Python脚本文件,给出了一种纤维缠绕压力容器的精细化建模方法,该方法直观且准确地描述每一个纤维缠绕层,通过在纤维缠绕层间加入内聚力单元表征层间损伤情况,利用三维Hashin失效准则对单元刚度进行衰减来实现复合材料层渐进失效分析,从而更加精确地预测压力容器的爆破压强;并结合试验测试结果对纤维缠绕压力容器失效行为进行分析;最后,基于该数值模型,开展了压力容器容积特性影响因素分析。结果表明:①三次样条厚度预测方法能较为准确地预测测地线纤维缠绕层在封头处的厚度分布情况;②采用缠绕层逐层建立并在层间插入黏性层单元,结合Hashin失效判据的渐进损伤计算方法,能够精准、全面以及直观地判断压力容器的各种损伤情况;③压力容器水压实验打爆结果为76 MPa,与有限元计算结果误差为3.3%,且位移应变结果与实际测量值误差在10%以内,表明通过载荷位移曲线破坏位置的位移突变确定爆破压强是合理的;④对于Ⅲ型压力容器,可以通过增大设计爆压提高容器的容积特性系数,且相同容积的压力容器的容积特性随着长径比的增加而减小。 展开更多
关键词 纤维缠绕压力容器 封头精细化建模 内聚力单元 三维hashin失效准则 容积特性 复合材料
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Study on mechanism of fiber grouted material in pre-stressed anchor rope 被引量:1
12
作者 HE Siming, QIAO Jianping & WANG Chenghua Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, Chengdu 610041, China 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2003年第z1期188-197,共10页
The fiber grouted material can reinforce the tension strength, shear strength as well as the index of fracture ductile, and remarkably improve the endurance of pre-stressed anchor rope under long-time loading. As a re... The fiber grouted material can reinforce the tension strength, shear strength as well as the index of fracture ductile, and remarkably improve the endurance of pre-stressed anchor rope under long-time loading. As a result, it has the better application foreground. Based on the shear log model and Hashin-Shtrikman upper and lower limited theorem, we have studied the mechanism of fiber grouted material applied in pre-stressed anchor rope and material property, and analyzed the effect of resistance strength of bond, resistance distribution of anchor section and the loading-deformation relationship of anchor body. 展开更多
关键词 FIBER grouted pre-stressed ANCHOR rope shear LOG model hashin-Shtrikman upper-lower limited theorem.
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