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纳米ZnO树脂薄膜提升CFRP层合板层间断裂性能研究
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作者 杜徐玮 牛雪娟 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期74-81,共8页
碳纤维/聚合物基复合材料(CFRP)层合板法向刚度远低于面内刚度,当受到面外载荷作用时,极易发生损伤失稳。为了对厚度方向进行增韧,研究了改性纳米ZnO增韧薄膜对CFRP层合板力学性能的影响。首先使用偶联剂对纳米ZnO进行改性,得到改性后... 碳纤维/聚合物基复合材料(CFRP)层合板法向刚度远低于面内刚度,当受到面外载荷作用时,极易发生损伤失稳。为了对厚度方向进行增韧,研究了改性纳米ZnO增韧薄膜对CFRP层合板力学性能的影响。首先使用偶联剂对纳米ZnO进行改性,得到改性后的纳米ZnO,将不同质量分数(0~4wt%)的改性纳米ZnO颗粒在固化剂的作用下混合加入环氧树脂中,在复合材料试件的两个界面之间形成了具有不同层间性能的黏结膜,并将其应用于端部缺口弯曲(ENF)试验和双悬臂梁(DCB)试验。建立了一系列有限元模型,并结合试验数据确定的模型参数对改性纳米ZnO和固化剂的影响进行了分析。结果表明,对于增韧梁(含4wt%改性纳米ZnO和2wt%GEL2-BS),ENF试验和DCB试验的临界载荷分别增加了30.25%和68.40%。 展开更多
关键词 黏结膜 改性纳米ZnO颗粒 界面增韧 端部缺口弯曲试验 双悬臂梁试验
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平纹编织C/SiC复合材料层间断裂行为试验研究 被引量:6
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作者 陈刘定 童小燕 +1 位作者 程起有 姚磊江 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期97-101,共5页
通过双悬臂梁和端部切口弯曲试验分别对平纹编织C/SiC复合材料的Ⅰ型(张开型)和Ⅱ型(滑开型)层间断裂行为进行试验研究,得到该材料以临界能量释放率GⅠC和GⅡC表征的层间断裂韧度值。试验后利用光学显微镜对两组试验的试样断口进行显微... 通过双悬臂梁和端部切口弯曲试验分别对平纹编织C/SiC复合材料的Ⅰ型(张开型)和Ⅱ型(滑开型)层间断裂行为进行试验研究,得到该材料以临界能量释放率GⅠC和GⅡC表征的层间断裂韧度值。试验后利用光学显微镜对两组试验的试样断口进行显微观察,以分析其破坏机理。结果表明:Ⅰ型层间断裂韧度值GⅠC和Ⅱ型层间断裂韧度值GⅡC分别为(737.2±57)J/m2和(1 082.7±90)J/m2;Ⅰ型开裂为层间SiC基体沿初始裂纹方向的断裂破坏;Ⅱ型开裂与Ⅰ型开裂相似,但裂纹上下表面包裹碳纤维束的SiC基体发生脱落,并且出现碳纤维束中部分碳纤维剪切破坏。 展开更多
关键词 平纹编织 C/SIC 断裂韧度 双悬臂梁 端部切口弯曲
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温度-荷载作用下玻璃纤维增强塑料-泡沫夹层结构Ⅰ型断裂韧性分析 被引量:5
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作者 陈浩 王璐 +3 位作者 刘伟庆 霍瑞丽 马亚利 方园 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第1期93-99,共7页
以玻璃纤维增加塑料(GFRP)-泡沫夹层结构为研究对象,在不同温度条件下,采用拉伸试验确定聚氨酯泡沫芯材料的拉伸性能;经差示扫描量热分析法(DSC)测试GFRP树脂的玻璃化转变温度;通过双悬臂梁(DCB)试验研究,测试不同温度(30、50、70和90℃... 以玻璃纤维增加塑料(GFRP)-泡沫夹层结构为研究对象,在不同温度条件下,采用拉伸试验确定聚氨酯泡沫芯材料的拉伸性能;经差示扫描量热分析法(DSC)测试GFRP树脂的玻璃化转变温度;通过双悬臂梁(DCB)试验研究,测试不同温度(30、50、70和90℃)条件下,夹层结构的I型裂纹扩展形态和界面应变能释放率,分析温度对GFRP-泡沫夹层结构界面数性能的影响。结果发现:GFRP树脂的玻璃化温度为90℃;温度对聚氨酯泡沫的拉伸强度和拉伸模量影响较小;随着温度的升高,GFRP-泡沫夹层结构的荷载呈下降趋势,界面应变能释放率的峰值越来越大。运用能量释放率断裂准则判别裂纹扩展符合理论要求。 展开更多
关键词 夹层结构 双悬臂梁 Ⅰ型 拉伸模量 应变能释放率
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缝合层合板的Ⅰ型层间断裂韧性研究 被引量:7
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作者 王瑞 王广峰 +1 位作者 郭兴峰 张梅 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期1123-1128,共6页
通过缝合的方法改善织物增强复合材料层合板的层间断裂韧性.采用双悬臂梁(DCB)试验测试和研究了缝合层合板的层间断裂韧性与断裂行为.为了评价缝合工艺参数(缝合密度)对层间断裂韧性的影响,用改进的插入型夹具在实测不同缝合工艺层合板... 通过缝合的方法改善织物增强复合材料层合板的层间断裂韧性.采用双悬臂梁(DCB)试验测试和研究了缝合层合板的层间断裂韧性与断裂行为.为了评价缝合工艺参数(缝合密度)对层间断裂韧性的影响,用改进的插入型夹具在实测不同缝合工艺层合板的Ⅰ型层间断裂韧性值(GIC)的基础上,分析和阐明了缝合工艺参数(缝合密度)与GIC间的关系;以提高层合板的平均层间断裂韧性值为目标,以拉伸和弯曲强度为约束条件优化了缝合工艺;采用摄影显微镜对分层断裂面进行了观察,分析和考察了缝合对其它性能的影响.结果表明:改进的插入型夹具可方便地完成缝合层合板的Ⅰ型层间断裂韧性测试;缝合后裂纹不连续扩展,缝合密度对裂纹扩展行为有较大影响;随着缝合密度的增大,层间断裂韧性值增大,但拉伸和弯曲强度降低,缝合密度存在最佳值. 展开更多
关键词 复合材料层合板 缝合工艺参数 双悬臂梁(dcb)试验 Ⅰ型层间断裂韧性
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7020铝合金应力腐蚀开裂特征 被引量:9
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作者 王荣 陈冰川 李光福 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2010年第9期688-690,693,共4页
采用断裂力学双悬臂梁(DCB)试样,对高强度7020铝合金的应力腐蚀开裂(SCC)特征进行了研究。结果表明,7020铝合金在含Cl-的水溶液中对SCC敏感,板料的Z-X和Z-Y方向有SCC裂纹萌生,裂纹开始萌生的时间较长,扩展速度较慢;温度升高后,裂纹扩展... 采用断裂力学双悬臂梁(DCB)试样,对高强度7020铝合金的应力腐蚀开裂(SCC)特征进行了研究。结果表明,7020铝合金在含Cl-的水溶液中对SCC敏感,板料的Z-X和Z-Y方向有SCC裂纹萌生,裂纹开始萌生的时间较长,扩展速度较慢;温度升高后,裂纹扩展速度明显加快。SCC裂纹的特征为水平扩展,表面有呈台阶式不连续扩展和群集现象,开裂面为沿晶扩展。 展开更多
关键词 7020铝合金 双悬臂梁(dcb)试样 沿晶扩展 应力腐蚀开裂(SCC)
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Z-pin增强陶瓷基复合材料I型应变能释放率 被引量:4
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作者 刘韡 矫桂琼 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期381-384,共4页
碳纤维平纹编织物和碳纤维Z-pin制备的预成型体,通过化学气相渗透(CVI)工艺制成Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料层压板。通过双悬臂梁试验研究Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料层压板的层间I型应变能释放率和增强机理。研究Z-pin面积... 碳纤维平纹编织物和碳纤维Z-pin制备的预成型体,通过化学气相渗透(CVI)工艺制成Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料层压板。通过双悬臂梁试验研究Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料层压板的层间I型应变能释放率和增强机理。研究Z-pin面积密度对层间I型应变能释放率的影响。结果表明:Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料层压板主要增强机理表现为层间裂纹扩展受阻,Z-pin与层压板界面解离,Z-pin桥联裂纹和Z-pin拔出;增大Z-pin面积密度,层间I型应变能释放率增大。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 应变能释放率 双悬臂梁 Z-PIN
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环境温湿度对泡沫复合材料夹层结构界面性能的影响 被引量:3
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作者 霍瑞丽 刘伟庆 +2 位作者 王璐 方园 童忆南 《南京工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2017年第5期39-43,共5页
复合材料夹层结构是由复合材料作为面板、轻质材料作为芯材而形成的强度高、耐腐性好、可设计性强的高效结构形式。环境温湿度变化时,因面板和芯材的吸湿性能和热膨胀系数不同,界面处易积聚应力而导致剥离破坏。本文研究不同时间的干湿... 复合材料夹层结构是由复合材料作为面板、轻质材料作为芯材而形成的强度高、耐腐性好、可设计性强的高效结构形式。环境温湿度变化时,因面板和芯材的吸湿性能和热膨胀系数不同,界面处易积聚应力而导致剥离破坏。本文研究不同时间的干湿循环老化作用下泡沫复合材料夹层结构及其面板、芯材的吸湿性能,达到吸湿平衡时,芯材的吸湿率是面板的10倍左右;由于双侧面板的约束作用,夹层结构与面板的吸湿率相当。通过双悬臂梁界面剥离拉伸试验研究干湿循环老化构件在25和70℃两种温度环境条件下的界面性能,从试验所得的荷载-位移曲线可以看出:结构的界面强度随老化时间的延长而降低;温度对老化构件的界面力学性能影响显著,温度越高,界面强度越低,裂纹扩展越稳定。 展开更多
关键词 复合材料夹层结构 吸湿性能 双悬臂梁试验(dcb) 界面剥离 应变能释放率
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双材料界面断裂韧性的测定方法 被引量:5
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作者 向毅斌 吴诗 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期112-115,共4页
本文基于界面断裂力学理论 ,以界面的断裂能和混合度为基本细观参数 ,揭示了界面断裂韧性随断裂混合度的变化规律 ,综述了双材料界面纯Ⅰ型断裂韧性的测定方法 。
关键词 Ⅰ型断裂韧性 双悬臂梁试样 界面断裂力学 双材料界面
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双悬臂梁试件的断裂动力学特性研究(英文)
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作者 陈增涛 郭茂林 王铎 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第6期128-131,共4页
0 IntroductionDynamic photoelastic method plays an important role in dynamic fracture mechan-ic research such as impacting problems,stress wave problems,fast fracture andcrack arresting problems etc.Many authors have ... 0 IntroductionDynamic photoelastic method plays an important role in dynamic fracture mechan-ic research such as impacting problems,stress wave problems,fast fracture andcrack arresting problems etc.Many authors have already improved the conventionaldynamic photoelastic methods.Recently,it is pointed out that the mixture of experi- 展开更多
关键词 断裂动力学 航空器 双悬臂梁
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结构钢双悬臂梁准静态撕裂的实验研究
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作者 树学锋 朱健 《太原理工大学学报》 CAS 1999年第5期472-475,共4页
利用INSTRON实验机,对不同槽宽的50D结构钢双悬臂梁试件在准静态荷载下进行了撕裂实验,检验了槽宽对撕裂韧性的影响。
关键词 双悬臂梁 韧性撕裂 实验 结构钢 准静态撕裂
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在Ⅰ型模式下异型截面Z-pin增强效果的数值分析 被引量:1
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作者 金竹雨 张晓晶 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期169-175,共7页
针对单根Z-pin拔出试验以及未增强/Z-pin增强的双悬臂梁(DCB)试验建立了三维有限元仿真模型.在拔出试验的模拟过程中,以静-动摩擦系数模拟Z-pin在基体中的脱胶-拔出过程,以计算所得桥联力作为输入参数,通过连接器模拟Z-pin在层合板中的... 针对单根Z-pin拔出试验以及未增强/Z-pin增强的双悬臂梁(DCB)试验建立了三维有限元仿真模型.在拔出试验的模拟过程中,以静-动摩擦系数模拟Z-pin在基体中的脱胶-拔出过程,以计算所得桥联力作为输入参数,通过连接器模拟Z-pin在层合板中的桥联作用,得到了DCB试验的载荷-位移曲线.同时,将所建模型用于计算异型截面Z-pin的桥联力,以及异型截面Z-pin增强DCB试件的载荷,以定量分析Z-pin截面周长对其增强效果的影响.结果表明,所建立的有限元模型的模拟结果与实验值较吻合. 展开更多
关键词 异型截面Z-pin 桥联力 双悬臂梁试验 摩擦系数 连接器
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基于人工蜂群算法的复合材料层间内聚力模型参数反演 被引量:2
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作者 饶玉文 林仁邦 +1 位作者 杨颜志 严刚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期287-292,共6页
内聚力模型在复合材料结构分层损伤评估中已得到广泛应用,准确获得内聚力模型的参数对评估结果有重要影响。对内聚力模型的参数反演进行了研究,通过复合材料双悬臂梁试验获取加载点载荷-位移数据信息,结合对应的有限元正演模型输出构建... 内聚力模型在复合材料结构分层损伤评估中已得到广泛应用,准确获得内聚力模型的参数对评估结果有重要影响。对内聚力模型的参数反演进行了研究,通过复合材料双悬臂梁试验获取加载点载荷-位移数据信息,结合对应的有限元正演模型输出构建目标函数,采用人工蜂群算法优化识别出层间内聚力模型参数。数值仿真和试验结果表明,人工蜂群算法较遗传算法和粒子群算法具有良好的收敛性和寻优能力,并且有一定的抗噪能力,能够在不同测量噪声影响下优化反演出内聚力模型参数值,运用反演参数模拟得到的加载点载荷-位移数据与实际试验结果一致。 展开更多
关键词 内聚力模型 参数反演 人工蜂群算法 双悬臂梁试验 有限元仿真
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