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基于改进Hashin准则的复合材料低速冲击损伤研究 被引量:19
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作者 刘万雷 常新龙 +2 位作者 张晓军 胡宽 张有宏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期210-215,共6页
针对复合材料力学性能的分散性和传统模型中退化系数选取的随意性问题,将退化系数与复合材料强度的威布尔分布参数相结合,采用改进的三维Hashin准则建立了复合材料低速冲击渐进损伤模型。考虑复合材料非线性剪切行为改进了Hashin准则,... 针对复合材料力学性能的分散性和传统模型中退化系数选取的随意性问题,将退化系数与复合材料强度的威布尔分布参数相结合,采用改进的三维Hashin准则建立了复合材料低速冲击渐进损伤模型。考虑复合材料非线性剪切行为改进了Hashin准则,将原始准则中的剪切项用应变能替代,并采用最大应变准则判断剪切失效,避免了应力准则导致的变形不连续。采用该模型对三种能量下的T300/3501复合材料层合板低速冲击过程进行了仿真分析,计算得到的冲击响应曲线、层内和层间分层损伤结果与实验结果吻合良好,表明建立的模型适用于复合材料层合板低速冲击损伤预测。 展开更多
关键词 复合材料 低速冲击 改进hashin准则 冲击响应
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基于Hashin准则的单层板渐进失效分析 被引量:32
2
作者 刘勇 陈世健 +1 位作者 高鑫 康兴无 《装备环境工程》 CAS 2010年第1期34-39,共6页
以Hashin准则作为复合材料单层板的失效判据,基于材料的参数退化准则,并考虑单层板的累计损伤,利用渐进失效分析方法对受单向拉伸的[0]16单层板进行损伤数值分析。数值分析结果与实验结果相当吻合,表明该方法预测单层板的损伤失效比较... 以Hashin准则作为复合材料单层板的失效判据,基于材料的参数退化准则,并考虑单层板的累计损伤,利用渐进失效分析方法对受单向拉伸的[0]16单层板进行损伤数值分析。数值分析结果与实验结果相当吻合,表明该方法预测单层板的损伤失效比较准确。在此基础上,运用该方法对含圆孔单层板的单向拉伸破坏进行了失效扩展仿真分析,计算了不同单层板的初始和最终失效载荷,揭示最终失效载荷与铺层角度的关系,这对进一步认识复合材料的失效机理有着重要的意义。 展开更多
关键词 复合材料单层板 hashin准则 渐进失效 最终失效载荷
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复合材料传动轴结构动强度计算与分析
3
作者 沙云东 董航 骆丽 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第10期90-97,共8页
基于适用于纤维增强复合材料的细观力学代表体积元(RVE)法和复合材料宏观失效准则,计算体积分数为40%的连续SiC纤维增强TC4基复合材料强度失效参数,并实施层合板试验进行验证。建立以实际某型号发动机低压涡轮轴为背景的轴结构有限元模... 基于适用于纤维增强复合材料的细观力学代表体积元(RVE)法和复合材料宏观失效准则,计算体积分数为40%的连续SiC纤维增强TC4基复合材料强度失效参数,并实施层合板试验进行验证。建立以实际某型号发动机低压涡轮轴为背景的轴结构有限元模型,并用连续SiC纤维增强TC4基复合材料代替原有高温合金材料,应用复合材料宏观强度准则中的Hashin失效准则,对其进行动强度计算与失效判定,总结在六种动载荷下轴结构发动机由静止到最大状态时不同的应力、位移及危险点位置,同时衡量平滑、衰减、正弦铺层的应力、位移随轴结构复合材料铺层数的变化规律,得出轴结构在这几种工况下的最佳铺层情况。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 低压涡轮轴 代表体积元 hashin失效准则 强度参数 动强度
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碳纤维复合材料超声振动辅助钻孔工艺参数多目标优化方法
4
作者 秦国华 赖晓春 +1 位作者 金杨杨 王华敏 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第8期2806-2815,共10页
碳纤维复合材料(CFRP)因其优越性能被广泛应用于航空航天领域,但在钻孔加工时,容易产生毛刺、分层和撕裂等缺陷,严重影响其发展应用。为了准确分析与预测CFRP钻孔过程中的分层缺陷,通过层内材料Hashin-Puck失效准则和Cohesive黏性层损... 碳纤维复合材料(CFRP)因其优越性能被广泛应用于航空航天领域,但在钻孔加工时,容易产生毛刺、分层和撕裂等缺陷,严重影响其发展应用。为了准确分析与预测CFRP钻孔过程中的分层缺陷,通过层内材料Hashin-Puck失效准则和Cohesive黏性层损伤失效机制,建立了CFRP超声振动钻孔有限元模型。与实验结果对比分析可知,轴向力和分层因子仿真值的最大误差分别为8.68%和5.54%。其次,构建了轴向力和分层因子的遗传优化神经网络预测模型,实验结果表明轴向力平均误差为3.60%,最大相对误差为7.06%。最后,建立了质量指标和效率指标为最小的多目标优化模型,并用MOEA/D遗传算法对模型求解,为CFRP钻孔工艺参数的合理选择提供切实可行的理论基础。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 超声振动钻孔 hashin-Puck失效准则 分层因子 神经网络 MOEA/D遗传算法
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钢弹撞击GFRP层合板动态响应特性分析
5
作者 陈闯 周少华 《一重技术》 2025年第4期62-66,74,共6页
为了研究冲击载荷下GFRP的动态响应特性,基于三维Hashin失效准则和正交各向异性材料本构模型嵌入用户自定义子程序VUMAT,采用ABAQUS有限元软件模拟不同冲击速度下,钢弹撞击不同厚度GFRP层合板,通过实验验证得出如下结论:(1)钢弹撞击靶板... 为了研究冲击载荷下GFRP的动态响应特性,基于三维Hashin失效准则和正交各向异性材料本构模型嵌入用户自定义子程序VUMAT,采用ABAQUS有限元软件模拟不同冲击速度下,钢弹撞击不同厚度GFRP层合板,通过实验验证得出如下结论:(1)钢弹撞击靶板时,拉伸变形是GFRP层合板主要吸能方式,分层破坏是主要损伤模式,越靠近背弹面越易产生分层损伤;(2)冲击过程中,GFRP层合板各层吸能从前至后先减后增,但内能总体上呈小幅度下降趋势;(3)从首层至最外层,内能IE占比由26%变为12%,动能KE占比由26%变为85%,粘性耗散能VD占比由48%降低至3%。 展开更多
关键词 GFRP 各向异性 hashin失效准则 ABAQUS数值模拟 动态响应
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Study on the influence of fiber orientation on the stress state in the cfrp cutting process
6
作者 WANG Yiqi LI Xiang +3 位作者 SANG Yunfei YU Jiadi CHEN Liangzi TANG Shanshan 《纤维复合材料》 2025年第3期8-11,26,共5页
Carbon fiber reinforced polymer(CFRP)composites,as a typical difficult-to-machine material,exhibit high cutting forces and temperatures during actual machining,leading to more severe tool wear compared to traditional ... Carbon fiber reinforced polymer(CFRP)composites,as a typical difficult-to-machine material,exhibit high cutting forces and temperatures during actual machining,leading to more severe tool wear compared to traditional metal ma-terials.The shear fracture during fiber cutting is incomplete,resulting in surface defects such as unclosed fibers and burrs.To analyze the cutting forces and tool wear areas when cutting CFRP with different fiber angles,a three-dimensional or-thogonal cutting model of CFRP was established using finite element software and the VUMAT subroutine,based on the three-dimensional Hashin criterion.Simulation results show that during the cutting process of CFRP,high-stress areas appear in the region where the cutting edge contacts the workpiece for each fiber orientation,primarily concentrated in the first deformation zone in contact with the cutting edge.The Mises stress is highest when cutting the 90°fibers and lowest when cutting the 0°fibers.When cutting the 0°and 135°fibers,the tool is prone to wear on both the rake and flank faces,while when cutting the 45°and 90°fibers,the tool's rake face is more likely to experience wear. 展开更多
关键词 CFRP three-dimensional hashin criterion fiber orientation finite element
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基于渐进失效模型的RTP管力学性能分析 被引量:1
7
作者 王文昊 仇思源 +5 位作者 李亚娇 孙靖尧 吴大鸣 王树远 许红 盖云卿 《中国塑料》 北大核心 2025年第7期44-48,共5页
以一种增强热塑性复合管(RTP)为研究对象,通过Pyhton开发参数化建模脚本,使用ABAQUS建立RTP管道增强层模型,结合Hashin渐进失效准则判断增强层的失效情况。该模型能够在内压下对管道增强层的渐进失效位置进行判断,并能展现渐进失效过程... 以一种增强热塑性复合管(RTP)为研究对象,通过Pyhton开发参数化建模脚本,使用ABAQUS建立RTP管道增强层模型,结合Hashin渐进失效准则判断增强层的失效情况。该模型能够在内压下对管道增强层的渐进失效位置进行判断,并能展现渐进失效过程。通过在内压下的RTP渐进失效模型的有限元分析,模拟了不同增强层层数和纤维缠绕角度对管道的力学性能影响。结果表明,在10 MPa内压下,4层增强层管道模型已完全能满足在该条件下的使用,其最内层纤维应力仅为1 468 MPa,Hashin失效判据也小于1。另外,纤维缠绕角度对于管道力学性能也有很大的影响,纤维承受应力随着缠绕角度的增加快速减小,当缠绕角度为±75°时,增强层最大应力仅为816.3 MPa,相比±35°减少了约48%,并且Hashin失效判据仅为0.278。 展开更多
关键词 增强热塑性塑料管 渐进失效 hashin失效判据 力学性能 复合材料
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碳纤维增强复合材料钻削的有限元模拟与验证
8
作者 曾文蕾 王久练 +4 位作者 李学磊 吴润 田浩彬 胡文华 王茜 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期972-980,共9页
树脂基碳纤维增强复合材料(CFRP)因其优异的比强度和比刚度,在航空航天、汽车制造等高端制造领域应用广泛。然而其各向异性和层合结构在钻削加工过程中易引发分层、毛刺和纤维拉出等缺陷,严重影响孔加工质量与结构服役性能。为此本研究... 树脂基碳纤维增强复合材料(CFRP)因其优异的比强度和比刚度,在航空航天、汽车制造等高端制造领域应用广泛。然而其各向异性和层合结构在钻削加工过程中易引发分层、毛刺和纤维拉出等缺陷,严重影响孔加工质量与结构服役性能。为此本研究基于ABAQUS有限元平台,建立了CFRP钻削三维有限元仿真模型,采用Hashin失效准则模拟材料在不同失效模式下的损伤行为,并引入Cohesive单元模拟层间分层破坏,形成了多模式损伤耦合的仿真体系。通过与实体钻削实验进行对比验证,显示仿真模型在轴向力和出口损伤方面与实验结果,误差控制在5%以内。在此基础上研究了主轴转速与进给速度等关键工艺参数对钻削轴向力和孔壁质量的影响,建立了轴向力与工艺参数的经验模型,并通过损伤因子定量评估孔出口分层程度。结果表明,适当提高主轴转速、降低进给速度可有效降低轴向力与出口损伤。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 有限元仿真 hashin准则 分层损伤 工艺参数优化
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复合材料进气道损伤预测和强度分析方法
9
作者 卜英格 邢华璐 《飞机设计》 2025年第5期17-21,共5页
对复合材料进气道进行结构材料一体化设计,可提高进气道结构整体性,减少紧固件数量,使其逐步替代常规金属进气道。复合材料的铺层多样,非对称性强,各材料强度极限差异较大,基于正交各向异性的设计准则难以精确预计损伤位置及承载能力。... 对复合材料进气道进行结构材料一体化设计,可提高进气道结构整体性,减少紧固件数量,使其逐步替代常规金属进气道。复合材料的铺层多样,非对称性强,各材料强度极限差异较大,基于正交各向异性的设计准则难以精确预计损伤位置及承载能力。针对复合材料进气道初始损伤预测问题,以Hashin准则为初始损伤依据,通过有限元模拟复合材料进气道纤维、基体损伤演化过程,明确失效模式,确定薄弱部位,并开展强度分析。通过试验验证结果表明,建立的分析方法能准确预测复合材料进气道初始损伤部位及损伤对应的载荷值,可用于复合材料进气道强度设计验证中。 展开更多
关键词 复合材料进气道 hashin准则 有限元分析 初始损伤预测 强度分析
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考虑复合材料层合板就地效应的强度理论 被引量:9
10
作者 李彪 李亚智 杨帆 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3025-3036,共12页
为了能准确预测复合材料层合板的失效起始和破坏过程,发展了一种考虑层合板就地效应(In-situ Effect)的强度理论,方法包括就地强度的确定、失效起始判定和材料性能退化。介绍并推导了基于断裂力学假设的就地强度计算方法,将层合板内的... 为了能准确预测复合材料层合板的失效起始和破坏过程,发展了一种考虑层合板就地效应(In-situ Effect)的强度理论,方法包括就地强度的确定、失效起始判定和材料性能退化。介绍并推导了基于断裂力学假设的就地强度计算方法,将层合板内的铺层分为内嵌厚层、内嵌薄层和外表面层3种类型,不同类型的层分别对应不同的计算方法。建立了一种考虑就地强度的面内失效起始准则,提出了相应的强度分析方法流程。对单向和多向层合板的失效包线进行了预测,计算结果表明发展的强度理论能很好地预测结构的失效起始,充分反映材料从失效起始到最终破坏的试验现象和规律,与传统Hashin准则相比预测精度明显提高。通过对准各向同性层合板失效包线预测发现,在进行层合板强度分析时考虑就地强度能明显提高预测失效起始的准确性和精度,在复合材料结构强度分析过程中考虑层合板的就地效应十分必要。 展开更多
关键词 复合材料层合板 就地效应 失效包线 强度理论 hashin准则
原文传递
水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估 被引量:2
11
作者 陈悦 朱锡 +1 位作者 黄政 周振龙 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2015年第1期19-26,共8页
为开展水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估研究,首先采用ANSYS/CFD计算螺旋桨流体模型在设计工况下的水动力载荷,并基于ABAQUS软件通过编码INP文件将水动力载荷施加于螺旋桨结构强度模型上;然后基于Hashin失效准则,分析不同铺层角下螺... 为开展水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估研究,首先采用ANSYS/CFD计算螺旋桨流体模型在设计工况下的水动力载荷,并基于ABAQUS软件通过编码INP文件将水动力载荷施加于螺旋桨结构强度模型上;然后基于Hashin失效准则,分析不同铺层角下螺旋桨可能出现的失效模式,进行复合材料螺旋桨结构强度的评估分析;最后,依据应力等效原则,将水动压力载荷等效为集中载荷,开展模型桨静强度试验和仿真计算。结果显示:仿真计算结果与试验结果吻合良好,最大误差在9%以内,验证了复合材料螺旋桨强度评估方法的可靠性。 展开更多
关键词 复合材料 螺旋桨 强度评估 hashin失效准则
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塑料内胆复合材料气瓶有限元分析与爆破试验 被引量:4
12
作者 胡正云 陈明和 +1 位作者 翁益明 潘勃 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第10期89-95,共7页
本文针对塑料内胆70 MPa碳纤维全缠绕气瓶进行铺层设计、模拟仿真分析与爆破试验研究。首先,基于网格理论对塑料内胆气瓶进行铺层设计;接着,采用ABAQUS建立气瓶的内胆模型与复合材料层模型;然后,通过UMAT子程序定义了气瓶筒身段与封头... 本文针对塑料内胆70 MPa碳纤维全缠绕气瓶进行铺层设计、模拟仿真分析与爆破试验研究。首先,基于网格理论对塑料内胆气瓶进行铺层设计;接着,采用ABAQUS建立气瓶的内胆模型与复合材料层模型;然后,通过UMAT子程序定义了气瓶筒身段与封头位置复合材料属性,基于Hashin损伤理论定义了渐进损伤模型,用于预测气瓶爆破压力;最后,对气瓶进行了爆破试验,并在试验过程中使用应变片采集了气瓶加载过程中的应变情况。结果表明,渐进损伤模型预测的爆破压力与试验结果的误差在10%之内,且预测的爆破位置与试验结果一致。 展开更多
关键词 复合材料气瓶 铺层设计 渐进损伤 爆破压力 hashin准则
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复合材料π接头渐进失效分析 被引量:4
13
作者 陈珅艳 林志伟 +2 位作者 MOHAMED Yasser Mahmoud 黄海 梁宪珠 《计算机辅助工程》 2011年第3期19-24,共6页
针对复合材料π接头复杂的失效形式,采用材料刚度退化的方法模拟结构的渐进失效过程.用Abaqus建立某复合材料π接头的三维有限元模型;采用三维Hashin失效准则和Ye分层准则判别复合材料层合板的5种失效形式,将理想弹塑性材料模型应用于... 针对复合材料π接头复杂的失效形式,采用材料刚度退化的方法模拟结构的渐进失效过程.用Abaqus建立某复合材料π接头的三维有限元模型;采用三维Hashin失效准则和Ye分层准则判别复合材料层合板的5种失效形式,将理想弹塑性材料模型应用于胶层材料来模拟胶层材料的失效,在Abaqus中建立考虑复合材料层合板和胶层失效的分析子程序;在子程序中,定义6个场变量代表纤维拉伸破坏、纤维屈曲、基体拉伸开裂、基体压缩开裂、分层失效和胶层失效等6种失效形式.在递增的拉伸载荷作用下对所建模型进行失效分析,结果表明该方法能有效地对复合材料π接头进行初始失效位置及载荷的判别和最终失效预测. 展开更多
关键词 复合材料 π接头 渐进失效分析 hashin准则 Ye分层准则 胶层失效 ABAQUS
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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
14
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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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
15
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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含槽口复合材料Ω型加筋壁板渐进损伤分析 被引量:1
16
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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电动飞机蒙皮结构的冲击损伤试验与优化设计
17
作者 张云鹏 王吉 +3 位作者 王雪飞 刘冠一 韦迎 杨康 《无损检测》 CAS 2024年第2期1-5,37,共6页
飞机蒙皮结构常受到冰雹、维修碰撞等低能冲击,机身结构易出现损伤,引发飞机性能减退。为了提高蒙皮结构的抗冲击性能,结合Hashin失效准则建立了一种复合材料泡沫夹层结构低速冲击有限元等效模型,并利用超声C扫描对冲击后的复合材料泡... 飞机蒙皮结构常受到冰雹、维修碰撞等低能冲击,机身结构易出现损伤,引发飞机性能减退。为了提高蒙皮结构的抗冲击性能,结合Hashin失效准则建立了一种复合材料泡沫夹层结构低速冲击有限元等效模型,并利用超声C扫描对冲击后的复合材料泡沫夹层进行无损检测,试验结果表明,与无损检测结果相比较,模拟结果的误差低于10%,证明了该冲击等效模型的合理性。最后利用该有限元等效模型对某型电动飞机机身复合材料泡沫夹层蒙皮结构进行优化设计,以提高抗冲击能力、减小吸收的破坏能量、降低结构损伤程度为目标,在相同铺层数量下,得到了最优的复合材料泡沫夹层结构铺层设计方案。 展开更多
关键词 泡沫夹层结构 hashin失效准则 低速冲击 电动飞机 机身蒙皮
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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
18
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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三维四向编织复合材料疲劳性能分析 被引量:3
19
作者 冯继强 王新峰 +1 位作者 刘海 于健 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期45-52,共8页
建立基于八边形纤维束截面假设的三维四向编织复合材料单胞模型。基于单向复合材料疲劳剩余刚度和剩余强度模型,结合组分材料的疲劳失效判据和性能突降方法,建立了三维四向编织复合材料疲劳寿命预测模型。利用ABAQUS有限元软件UMAT开发... 建立基于八边形纤维束截面假设的三维四向编织复合材料单胞模型。基于单向复合材料疲劳剩余刚度和剩余强度模型,结合组分材料的疲劳失效判据和性能突降方法,建立了三维四向编织复合材料疲劳寿命预测模型。利用ABAQUS有限元软件UMAT开发了疲劳寿命预测与渐进损伤分析程序,研究了三维四向编织复合材料在不同应力水平下的损伤扩展过程和疲劳寿命。研究表明,疲劳损伤是从纤维束之间的接触面的单元开始发生损伤破坏,然后向纤维束表面以及纤维束内部开始扩散,并且损伤扩展速率随着应力水平的提高而加快。本文研究为预测三维四向编织复合材料的疲劳寿命提供了一种途径。 展开更多
关键词 编织复合材料 单胞 疲劳寿命 刚度退化 hashin准则
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平面编织复合材料薄板的高速小质量冲击性能 被引量:3
20
作者 胡雪垚 张晓琼 +1 位作者 郭伟国 惠旭龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期40-46,84,共8页
为了研究平面编织复合材料薄板在高速小质量弹丸冲击作用下的响应及动态力学性能,本文基于ABAQUS软件平台建立了相应的有限元分析模型,该模型选用修正后的Hashin准则和最大应变准则进行单层板面内的损伤判断,利用Cohesive界面单元模拟... 为了研究平面编织复合材料薄板在高速小质量弹丸冲击作用下的响应及动态力学性能,本文基于ABAQUS软件平台建立了相应的有限元分析模型,该模型选用修正后的Hashin准则和最大应变准则进行单层板面内的损伤判断,利用Cohesive界面单元模拟层间分层损伤,并根据不同失效模式折减相应的材料参数。通过与试验对比发现:有限元模拟结果与试验结果吻合较好,说明该模型能较好地预测平面编织复合材料薄板的冲击响应及性能;高速小质量弹丸冲击是由弯曲波和剪切波控制的动态响应问题,接触力与挠度的变化是不同步的,且应力波在传播过程中不断衰减;复合材料薄板在冲击过程中有明显的失稳现象,因此变形区域的动能和应变能在吸能中占据了较大的比例;复合材料薄板冲击后的凹坑会在两小时内发生一定程度的回弹,之后则保持稳定。 展开更多
关键词 平面编织 修正后的hashin准则 抗冲击性能 应力波 凹坑回弹
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