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玄武岩纤维复合材料波纹板力学性能及其套衬结构性能分析
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作者 吴小波 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期87-94,共8页
为了解玄武岩纤维复合材料(BFRP)波纹板各向异性对波纹板套衬性能的影响,开展了BFRP波纹板的多轴向拉伸、弯曲和剪切性能试验研究,并通过有限元模型模拟分析了波纹板波高、波距、壁厚、材料等参数对波纹板套衬在正常使用状态和极端情况... 为了解玄武岩纤维复合材料(BFRP)波纹板各向异性对波纹板套衬性能的影响,开展了BFRP波纹板的多轴向拉伸、弯曲和剪切性能试验研究,并通过有限元模型模拟分析了波纹板波高、波距、壁厚、材料等参数对波纹板套衬在正常使用状态和极端情况下挠度、应力峰值的影响。结果表明:纤维方向对BFRP波纹板的拉伸、弯曲和剪切强度和模量有显著影响,垂直纤维方向的弯曲强度比平行纤维方向的弯曲强度低90%以上,最大变形降低68%;在挠度相近的条件下BFRP波纹板套衬比波纹钢板套衬质量减轻40%~60%,结构安全系数提高1.7~1.9倍,结构的弹性变形能力大大提升。 展开更多
关键词 玄武岩纤维复合材料 隧道衬砌 波纹板 套衬结构 有限元分析
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复合材料结构力学分析CAE软件现状 被引量:9
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作者 周晔欣 戴如玥 黄争鸣 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期114-122,I0007,I0008,共11页
复合材料结构分析软件是用以分析、设计复合材料结构的重要工具,常用的复合材料结构分析软件包括基于CAD软件发展而来的复合材料分析工具、通用有限元软件自带复合材料分析工具和以Digimat等为代表的专业化复合材料结构分析软件。本文... 复合材料结构分析软件是用以分析、设计复合材料结构的重要工具,常用的复合材料结构分析软件包括基于CAD软件发展而来的复合材料分析工具、通用有限元软件自带复合材料分析工具和以Digimat等为代表的专业化复合材料结构分析软件。本文对常用的复合材料分析软件进行了综述,介绍其主要功能,从学术、应用等多方面探讨相关产品的优点及不足;论述了专业化复合材料结构分析软件的特点及功能;分析了复合材料结构分析软件的现状和发展趋势;探讨了复合材料结构力学分析CAE软件在国产化方面所需进一步解决的问题。 展开更多
关键词 复合材料结构分析软件 通用有限元软件 国产化
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碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性的介观尺度有限元分析
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作者 王汜辛 闫永杰 倪庆清 《现代纺织技术》 北大核心 2025年第2期49-58,共10页
为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理,真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性,建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型,使用了有限元分析与实验结合的方法,进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果... 为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理,真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性,建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型,使用了有限元分析与实验结合的方法,进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果表明:平纹结构裂纹扩展能量密度为1.69 J/mm^(3),0°/90°铺层复合材料裂纹扩展能量密度为1.47 J/mm^(3),平纹结构复合材料的裂纹扩展抵抗能力相比0°/90°铺层提升约15%,平纹结构及0°/90°铺层复合材料的应力集中系数分别为7.6和12.1。通过有限元分析与非接触式全场应变测量实验结果对比,证实了有限元分析裂纹扩展与实验裂纹扩展的趋势一致。另外,还明确了经纬纱承载的应力分布及经纬纱交叉处载荷传递机理,并发现织物一体结构具备更好的裂纹扩展抵抗力。研究结果可为纺织复合材料裂纹扩展有限元分析及其裂纹扩展性能与寿命预测提供参考。 展开更多
关键词 平纹织物复合材料 铺层复合材料 织物结构 裂纹扩展 有限元分析
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复合材料层合板壳结构分析理论研究进展
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作者 宋肖肖 李顶河 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期973-998,共26页
复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等众多工程领域,成为现代轻质高性能结构设计的核心材料,但其独特的复杂性给传统分析理论带来了前所未有的挑战。为了进一步发挥复合材料结构的优势,迫切需要发展先进的力学分析方法... 复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等众多工程领域,成为现代轻质高性能结构设计的核心材料,但其独特的复杂性给传统分析理论带来了前所未有的挑战。为了进一步发挥复合材料结构的优势,迫切需要发展先进的力学分析方法。系统梳理复合材料层合板壳结构分析理论的研究现状,重点介绍和评述几类代表性的分析理论,包括剪切变形理论、逐层理论、扩展逐层理论、状态空间理论以及多尺度分析方法,分析其在克服复合材料结构复杂性方面的作用和局限性。同时,系统总结了加筋和夹芯复合材料结构的建模方法研究进展。在此基础上,凝练了复合材料层合板壳力学在非线性、多尺度、多物理场耦合等方面面临的关键科学问题,并对今后的重点发展方向进行了展望。研究表明,发展三维精确化逐层理论、融合数据驱动计算力学与层合理论、构建跨尺度多物理场分析方法等将是未来复合材料层合板壳力学的研究热点,多种理论方法的融合与创新将是攻克复杂问题的有效途径。 展开更多
关键词 复合材料 层合板壳 剪切变形理论 逐层理论 状态空间理论 多尺度分析 加筋结构 夹芯结构
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石墨烯/高分子复合材料研究进展的可视化分析 被引量:1
5
作者 李昕阳 杨宁 +3 位作者 刘昌 段晓芳 黄巍 王丽静 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期130-138,共9页
为了解石墨烯/高分子复合材料研究领域的研究现状,利用CiteSpace软件对2004—2023年期间该领域的文献进行可视化分析,通过主题检索构建数据集,从时间分布、国家合作、机构合作及文献共被引分析该研究领域的发展情况。石墨烯/高分子复合... 为了解石墨烯/高分子复合材料研究领域的研究现状,利用CiteSpace软件对2004—2023年期间该领域的文献进行可视化分析,通过主题检索构建数据集,从时间分布、国家合作、机构合作及文献共被引分析该研究领域的发展情况。石墨烯/高分子复合材料领域研究活跃,中国、美国、印度为主要研究力量,中国的发文数占所有国家发文数的45%;电磁干扰、热导率及石墨烯纳米片是该领域的三个主要聚类,近期的研究热点为石墨烯/高分子复合材料用于电磁干扰,掺入石墨烯的高分子材料具有高电磁屏蔽效率。突变性分析结果表明,近期该领域的研究趋势为石墨烯增强复合材料,在低添加量下,石墨烯对复合材料力学性能的增强效果显著。 展开更多
关键词 石墨烯/高分子复合材料 可视化分析 CiteSpace软件
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基于ANSYS的大型复合材料风力机叶片结构分析 被引量:19
6
作者 周鹏展 肖加余 +2 位作者 曾竟成 王进 杨军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期46-50,共5页
基于ANSYS软件,对某款应用于GL3A风场的1500kW大型复合材料风力机叶片进行了结构分析。分析结果表明:该叶片的振型以一阶挥舞和一阶摆振为主,其频率分别为0.86Hz和1.59Hz;在极限挥舞载荷作用下,该叶片有限元模型计算得到的叶尖挠度为8.4... 基于ANSYS软件,对某款应用于GL3A风场的1500kW大型复合材料风力机叶片进行了结构分析。分析结果表明:该叶片的振型以一阶挥舞和一阶摆振为主,其频率分别为0.86Hz和1.59Hz;在极限挥舞载荷作用下,该叶片有限元模型计算得到的叶尖挠度为8.445m,而该叶片全尺寸静力试验得到的极限挥舞载荷作用下的叶尖挠度为8.12m,计算值与试验值的误差只有3.8%;另外,该叶片的最大计算拉应力和压应力分别为228MPa和201MPa,而该叶片玻纤/环氧复合材料实测拉伸强度和实测压缩失稳强度分别为720MPa和380MPa,其计算最大应力只有对应实测极限强度的31.7%和52.9%。 展开更多
关键词 复合材料 风力机叶片 结构分析 极限挥舞载荷
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蜂窝夹层结构复合材料特性及破坏模式分析 被引量:22
7
作者 沃西源 夏英伟 涂彬 《航天返回与遥感》 2005年第4期45-49,共5页
文章介绍了蜂窝夹层结构复合材料的特性,结合研制实践破坏模式做了分析,同时还叙述了损伤破坏模式类型和损伤修补要求等内容。
关键词 蜂窝夹层结构 复合材料 破坏模式 分析
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复合材料格栅结构屈曲特性分析 被引量:8
8
作者 何景轩 何国强 任明法 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期389-392,共4页
复合材料格栅结构是由连续纤维缠绕的斜向及环向肋和蒙皮组成的结构。基于Mindlin一阶剪切变形理论下的层合板和层合梁单元,模拟格栅结构的蒙皮和肋骨,通过空间坐标变换和利用蒙皮和肋骨的几何连续条件,获得了复合材料格栅结构的单元切... 复合材料格栅结构是由连续纤维缠绕的斜向及环向肋和蒙皮组成的结构。基于Mindlin一阶剪切变形理论下的层合板和层合梁单元,模拟格栅结构的蒙皮和肋骨,通过空间坐标变换和利用蒙皮和肋骨的几何连续条件,获得了复合材料格栅结构的单元切线刚度阵,并给出了复合材料格栅结构的屈曲有限元数值模拟方法。通过对设计状态的复合材料格栅结构的计算分析,并与实际轴压试验结果比对,,证明该计算方法可行,能够满足结构屈曲特性分析的要求。 展开更多
关键词 复合材料 格栅结构 屈曲 有限元分析
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大阻尼高比刚度复合材料仪表板结构设计及动态特性分析 被引量:10
9
作者 梁森 张术国 +1 位作者 梁天锡 韦利明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期212-217,共6页
提出了一种新型五层夹芯复合材料仪表板的设计结构,其中上、下蒙皮和中心层设计成嵌入式共固化多层阻尼复合材料结构,并在上蒙皮和中心层以及在下蒙皮和中心层之间设计成一定厚度的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料,通过有限元数值模拟对其动... 提出了一种新型五层夹芯复合材料仪表板的设计结构,其中上、下蒙皮和中心层设计成嵌入式共固化多层阻尼复合材料结构,并在上蒙皮和中心层以及在下蒙皮和中心层之间设计成一定厚度的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料,通过有限元数值模拟对其动力学性能进行研究,并与制作出试件的模态分析实验结果进行对比,表明此种设计结构具有非常高的阻尼和比刚度特性,为轻质精密复合材料仪表板设计理论和制作工艺的进一步研究奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 夹芯复合材料结构 嵌入式共固化多层阻尼复合材料 结构设计 数值模拟 模态分析实验
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小波分析在复合材料层合结构损伤检测中的应用 被引量:6
10
作者 陈换过 姜节胜 +1 位作者 闫云聚 余龙 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期140-142,共3页
利用小波变换技术 ,研究了含裂纹悬臂复合材料层合结构的损伤振动检测问题。用小波分析技术分解完好板与损伤板在方波信号激励下的动力响应信号 ,得到一系列子信号 ,并从中提取出结构损伤信息—响应信号能量谱 。
关键词 小波分析 复合材料层合结构 损伤检测
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电动汽车复合材料车身及保险杠结构分析 被引量:5
11
作者 陈全世 宋云 李磊 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 1998年第2期124-128,107,共6页
本文根据材料性能试验结果,将实际采用的玻璃钢材料简化成为正交各向异性材料。然后对复合材料保险杠进行了有限元分析及试验研究,验证了这种简化计算方法可以达到较高的计算精度并能减少计算的工作量。在此基础上,又对电动汽车的复合... 本文根据材料性能试验结果,将实际采用的玻璃钢材料简化成为正交各向异性材料。然后对复合材料保险杠进行了有限元分析及试验研究,验证了这种简化计算方法可以达到较高的计算精度并能减少计算的工作量。在此基础上,又对电动汽车的复合材料车身-车架结构进行了有限元结构分析,验证了玻璃钢较适合作为电动汽车车身材料,同时,证明了采用加强筋、预埋件等特殊工艺以加强车身的整体及局部刚度是行之有效的。 展开更多
关键词 电动汽车 车身 玻璃纤维增强复合材料 结构分析
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复合材料格栅结构筋条纤维形态与拉伸性能
12
作者 黄泽栋 王坤 +1 位作者 蔡登安 周光明 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期478-485,共8页
复合材料格栅结构已大量应用于航空航天飞行器中,探究其力学性能具有重要的工程研究价值。为提高复合材料格栅结构的承载效率,提出一种基于“断筋”处理的纤维形态改善方法,通过有限元分析与试验验证的手段,研究了不同断筋比例对复合材... 复合材料格栅结构已大量应用于航空航天飞行器中,探究其力学性能具有重要的工程研究价值。为提高复合材料格栅结构的承载效率,提出一种基于“断筋”处理的纤维形态改善方法,通过有限元分析与试验验证的手段,研究了不同断筋比例对复合材料格栅结构节点处纤维形态和拉伸性能的影响。利用建立的有限元模型分析了断筋处理的复合材料格栅结构拉伸失效机理,仿真与试验结果误差均小于10%。结果表明:在成型过程中适当进行断筋处理,能够显著降低节点处纤维弯曲角度,提高拉伸性能。相较于不进行断筋处理,断筋比例为30%时,拉伸极限载荷提高了24.4%。 展开更多
关键词 复合材料格栅结构 断筋处理 纤维形态 有限元分析 渐进损伤
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复合材料结构组件抗坠毁试验与渐进失效分析 被引量:2
13
作者 罗海波 燕瑛 +3 位作者 孟祥吉 梁祖典 侯康 宫少波 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1719-1724,共6页
对复合材料吸能结构盒段进行了耐撞性(crashworthiness)试验研究,得到吸能所关心的载荷-位移曲线,并获得相应的平均载荷、峰值载荷以及吸收总能量相关吸能参数.考虑复合材料的各向异性本构关系,对有限元软件进行了二次开发.考虑含刚度... 对复合材料吸能结构盒段进行了耐撞性(crashworthiness)试验研究,得到吸能所关心的载荷-位移曲线,并获得相应的平均载荷、峰值载荷以及吸收总能量相关吸能参数.考虑复合材料的各向异性本构关系,对有限元软件进行了二次开发.考虑含刚度退化的Hashin失效准则对结构组件进行渐进失效数值分析讨论.基于扩展的失效准则,设置相应的渐进削弱式的薄弱环节,模拟得到了吸能评价参数平均载荷值,数值计算得到的平均载荷值为361.10 k N.并与试验结果进行了比较,其相对误差不超过7%,计算结果与试验结果取得较好一致性,表明这种方法模拟分析结构组件抗坠毁是有效可行的. 展开更多
关键词 复合材料结构组件 失效准则 渐进失效 平均载荷 数值分析
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复合材料夹芯结构低速冲击性能研究 被引量:1
14
作者 张轶群 王治邦 +1 位作者 王长武 郑锡涛 《电子机械工程》 2024年第2期1-5,29,共6页
复合材料夹芯结构为电子设备与外层蒙皮提供了一体化设计的思路,可以大幅降低飞行器的结构重量。通过低速冲击试验和ABAQUS仿真研究了5 J和10 J冲击能量下某飞行器复合材料机翼蒙皮典型夹芯区域在低速冲击下的性能。随着冲击能量的增加... 复合材料夹芯结构为电子设备与外层蒙皮提供了一体化设计的思路,可以大幅降低飞行器的结构重量。通过低速冲击试验和ABAQUS仿真研究了5 J和10 J冲击能量下某飞行器复合材料机翼蒙皮典型夹芯区域在低速冲击下的性能。随着冲击能量的增加,复合材料泡沫夹芯结构的能量吸收率由5 J的72.0%提升至10 J的76.0%。由仿真结果可知,当冲击能量达到10 J时,出现了纤维损伤,且损伤沿表层铺层角度扩展,基体压缩损伤主要出现在冲击正面,基体拉伸损伤主要出现在冲击背面,损伤随冲击能量的增加而变大。当冲击能量达到10 J时,上面板与泡沫芯体粘接处也产生了较大的损伤。 展开更多
关键词 飞行器 电子设备 复合材料泡沫夹芯结构 低速冲击 有限元分析
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大型民机机体结构用复合材料分析 被引量:23
15
作者 杨乃宾 梁伟 《航空制造技术》 2009年第5期68-70,共3页
复合材料以其性能可设计性、结构成型与材料形成的同时性、对环境因素(温度、湿度、冲击等)的敏感性和破坏模式的多样性,形成了"设计是主导、材料是基础、制造是关键、检修是保证、目的是应用"的对于各方关系的25字描述。
关键词 材料分析 机体结构 复合材料 民机 环境因素 破坏模式 设计性 同时性
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复杂载荷下复合材料机匣结构稳定性的数值分析 被引量:4
16
作者 齐红宇 孙联文 +1 位作者 温卫东 王林江 《航空制造技术》 北大核心 2003年第7期35-38,共4页
对某航空发动机复合材料外涵道机匣构件进行了结构有限元建模与线性屈曲特性的有限元分析。利用圆柱壳体耦合载荷的研究成果 ,分析了机匣在轴向压力、端部扭矩及内压组合作用下的屈曲行为规律 ,进而为航空发动机的结构设计提供了参考依据。
关键词 杂载荷 复合材料 机匣 结构稳定性 数值分析 航空发动机 屈曲行为规律
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基于ABAQUS的复合材料结构材料参数识别算法及其软件设计 被引量:1
17
作者 李双蓓 周小军 +2 位作者 刘玉印 黄立新 郭相武 《桂林工学院学报》 CAS 北大核心 2010年第1期159-163,共5页
结合优化技术和有限元分析,提出了正交各向异性复合材料结构材料参数的识别方法。通过建立以测量位移与有限元计算的相应位移之差的平方和作为目标函数,把参数识别问题转化为极小化目标函数的问题。采用Levenberg-Marquardt方法解极小... 结合优化技术和有限元分析,提出了正交各向异性复合材料结构材料参数的识别方法。通过建立以测量位移与有限元计算的相应位移之差的平方和作为目标函数,把参数识别问题转化为极小化目标函数的问题。采用Levenberg-Marquardt方法解极小化目标函数的问题,其中灵敏度的计算是基于复合材料的有限元离散结构的求解方程对识别的材料参数求导。基于有限元软件ABAQUS,进行了参数识别算法软件设计,编制了可以计算结点位移对材料参数的灵敏度的用户单元程序。数值算例表明本文提出的方法是有效的。 展开更多
关键词 正交各向异性复合材料 ABAQUS 参数识别 灵敏度分析 软件设计
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基于细观力学的石墨烯复合材料导热性能分析
18
作者 刘文君 韩海涛 +2 位作者 鲁芹 高俊杰 聂榕序 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期259-266,共8页
基于细观力学理论,运用代表性体积元方法研究石墨烯填充聚乳酸复合材料导热性能。根据显微照片分析复合材料细观结构特征并构建细观结构模型,利用有限元方法求解复合材料等效导热系数,并通过与实验结果对比验证模型正确性和有效性。通... 基于细观力学理论,运用代表性体积元方法研究石墨烯填充聚乳酸复合材料导热性能。根据显微照片分析复合材料细观结构特征并构建细观结构模型,利用有限元方法求解复合材料等效导热系数,并通过与实验结果对比验证模型正确性和有效性。通过参数化分析研究各细观结构参数对复合材料导热性能的影响规律,所建模型及相应参数化分析结果,对石墨烯填充复合材料的导热性能预测及改进优化具有较强的指导意义。 展开更多
关键词 细观力学 石墨烯复合材料 细观结构模型 导热性能 数值分析
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陶瓷基复合材料连接结构失效分析方法 被引量:2
19
作者 刘宝瑞 侯传涛 +2 位作者 赵丽滨 吴建国 高魁垠 《装备环境工程》 CAS 2020年第1期63-70,共8页
目的分析陶瓷基复合材料的结构强度。方法围绕C/SiC陶瓷基复合材料连接结构失效分析问题,提出模量突降和渐进损伤两种分析方法,基于Abaqus软件平台编写UMAT有限元分析子程序,结合试验数据分析多种不同失效准则在陶瓷基复合材料结构强度... 目的分析陶瓷基复合材料的结构强度。方法围绕C/SiC陶瓷基复合材料连接结构失效分析问题,提出模量突降和渐进损伤两种分析方法,基于Abaqus软件平台编写UMAT有限元分析子程序,结合试验数据分析多种不同失效准则在陶瓷基复合材料结构强度分析中的适用性。结果基于改进三维Hashin失效准则,针对典型C/SiC复合材料连接结构进行了失效行为计算,获得结构的失效模式与试验结果规律一致,破坏载荷的预测误差在10%以内。结论通过与试验结果的对比分析,验证了两种方法的有效性,研究方法能够为高超声速飞行器、天地往返飞行器复合材料热结构的强度分析提供技术支撑。 展开更多
关键词 C/SIC复合材料 连接结构 失效分析 模量突降方法 渐进损伤方法
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复合材料层合结构的非线性传热分析 被引量:10
20
作者 杨自春 《海军工程大学学报》 CAS 2000年第5期9-13,共5页
基于一阶热层合理论 ,考虑材料非线性的影响 ,建立了复合材料层合结构非线性传热分析的热层合理论及其有限元方程 .
关键词 复合材料 非线性传热分析 层合结构
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