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循环加卸载作用下水浸煤体渐进损伤机理试验研究
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作者 王方田 汤天阔 +4 位作者 张村 窦凤金 魏学谦 孙暖 成家章 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期89-102,共14页
煤矿地下水库技术已成为实现矿井水资源保护与利用的有效途径。在应力与水浸作用下,煤柱坝体强度劣化效应将直接影响地下水库工程的稳定性。基于此,开展不同含水状态煤样循环加卸载试验,利用声发射设备监测试验中煤样的损伤特征,并采用... 煤矿地下水库技术已成为实现矿井水资源保护与利用的有效途径。在应力与水浸作用下,煤柱坝体强度劣化效应将直接影响地下水库工程的稳定性。基于此,开展不同含水状态煤样循环加卸载试验,利用声发射设备监测试验中煤样的损伤特征,并采用核磁共振(NMR)设备检测煤样孔隙发育,揭示不同含水状态及循环应力下煤体渐进损伤演化机理。结果表明:不同含水状态煤样随循环级数的增加,声发射信号逐渐增加,裂隙发育程度逐渐加大;循环应力作用下煤体的损伤破坏主要发生在首次达到每级峰值荷载时,随后仅发生小幅度损伤。水岩作用对声发射具有弱化效应,含水煤样在循环应力作用下易发生应力突变,对煤体造成瞬时损伤破坏,且随含水程度的增加,突变次数也有所增加。在3级循环加卸载后,各级干燥煤样的T_(2)曲线幅值相较于未循环加卸载煤样均增大,干燥煤样孔隙数量随循环级数的增加而增多;自然和饱和煤样在前两级循环加卸载后T_(2)曲线幅值增加,曲线范围变宽并向右半部分偏移,煤样孔隙数量增加,第Ⅲ级循环加卸载后,中微孔数量降低幅度较大,大孔数量均有小幅增长,煤样总体孔隙数量降低。含水煤体随着循环应力的增大,煤体的孔隙变化呈现低幅的增大—降低—增大的趋势,水浸煤体在应力作用下孔隙变化加剧,更易产生大孔孔隙结构,造成煤体累积损伤破坏。Ⅰ、Ⅱ级循环加卸载后,各煤样的孔隙度上升,Ⅲ级循环后干燥煤样孔隙度上升,自然与饱和煤样孔隙度下降。Ⅲ级循环加卸载后,干燥煤样的抗压强度为14.27 MPa,较未进行循环加卸载时的平均值降低了9.85%;饱和煤样的抗压强度为8.49 MPa,较未进行循环加卸载时的平均值降低了24.87%;煤样的强度随含水程度及循环级数的增加而降低。 展开更多
关键词 煤柱 水浸煤体 循环加卸载 孔隙变化 渐进损伤
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复合材料螺栓连接结构渐进损伤法分析研究进展
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作者 王俊玺 廖英强 王鹏 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期612-619,共8页
先进复合材料具有高比强度、比刚度、良好的抗疲劳性和材料铺层可设计性等优点被广泛应用于航空航天、交通运输等领域;在实际工程应用中,复合材料的连接设计不可避免,与其他连接方式相比,螺栓连接结构具有载荷传递稳定,可重复拆卸与装... 先进复合材料具有高比强度、比刚度、良好的抗疲劳性和材料铺层可设计性等优点被广泛应用于航空航天、交通运输等领域;在实际工程应用中,复合材料的连接设计不可避免,与其他连接方式相比,螺栓连接结构具有载荷传递稳定,可重复拆卸与装配等优点,多用于复合材料主承力结构件中。传统的复合材料螺栓连接结构优化设计多采用试验测试分析,不仅成本高效率低,优化结果往往仅适用于特定结构。随着计算机仿真技术的不断发展,渐进损伤法能较好地描述复合材料螺栓接头损伤的萌生、扩展以及最终结构失效的整个过程,且能较为准确地预测失效强度与破坏模式,是目前研究复合材料螺栓连接结构最常用的有限元方法。本文综述了基于渐进损伤法的复合材料螺栓连接结构优化设计的最新研究进展,主要包括有限元模型、结构优化以及疲劳分析三个方面,可为复合材料螺栓连接结构的有限元仿真分析提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 螺栓连接 渐进损伤分析 结构优化 疲劳仿真
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考虑剪切非线性的复合材料层合板渐进损伤数值模拟 被引量:3
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作者 贺利乐 李书宝 +1 位作者 郑建校 邵献忠 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期45-53,共9页
基于连续损伤力学的基本原理,建立了考虑剪切非线性的三维渐进损伤模型,分析预测复合材料层合板的力学行为、失效载荷以及失效机理。选用高阶指数函数描述复合材料的剪切非线性行为,考虑复合材料刚度渐进和突然折减的组合方式来表征损... 基于连续损伤力学的基本原理,建立了考虑剪切非线性的三维渐进损伤模型,分析预测复合材料层合板的力学行为、失效载荷以及失效机理。选用高阶指数函数描述复合材料的剪切非线性行为,考虑复合材料刚度渐进和突然折减的组合方式来表征损伤过程中材料的刚度变化,编制了UMAT子程序,采用ABAQUS软件对带孔AS4/PEEK复合材料层合板进行渐进损伤失效分析。本文提出的模型与传统不考虑剪切非线性的模型相比,仿真结果精度更高,与已报道试验对比误差值小于4%。模拟结果显示,孔径越大,损伤发生前,圆孔附近的应力极限值越大,应力分布梯度越大,层合板承载能力越小。当采取[±45]_(2S)铺层方式时,仿真应力与试验结果具有很好的一致性,也进一步验证了模型的适用性和准确性。 展开更多
关键词 剪切非线性 渐进损伤分析 带孔层合板 复合材料 有限元
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含孔复合材料层合板的单轴拉伸渐进损伤研究 被引量:1
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作者 郭巧荣 宋依良 +1 位作者 徐建新 吕伟航 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1243-1252,共10页
针对复合材料的分层现象,结合考虑材料脆性断裂的三线性内聚力模型,通过Fortran语言,编写了Abaqus用户子程序,建立了三维的含孔复合材料层合板渐进损伤分析模型。针对4种不同的铺层方式,进行了单轴拉伸试验,使用大型商用有限元分析软件A... 针对复合材料的分层现象,结合考虑材料脆性断裂的三线性内聚力模型,通过Fortran语言,编写了Abaqus用户子程序,建立了三维的含孔复合材料层合板渐进损伤分析模型。针对4种不同的铺层方式,进行了单轴拉伸试验,使用大型商用有限元分析软件Abaqus进行建模,对层合板的孔边损伤进行了分析。结果表明,模型可以较好地预测含孔复合材料层合板单轴拉伸失效的极限载荷和损伤形貌,层合板的失效区域主要集中于孔边。此研究方法和成果可为复合材料层合板设计和维修提供参考依据。 展开更多
关键词 含孔复合材料层合板 分层扩展 脆性断裂 单轴拉伸 渐进损伤
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含孔纤维增强镁合金层合板制备和拉伸时渐进损伤模式研究 被引量:1
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作者 林中照 盛冬发 +2 位作者 方雨汀 刘琳 李忠君 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第10期122-130,共9页
通过试验和数值模拟仿真的方法研究了玻璃纤维/环氧树脂增强镁合金层合板在不同孔径影响下的损伤演化和最终损伤模式,利用扫描电子显微镜分析了试件断口微观损伤模式。同时改进了纤维增强镁合金层合板的制备流程。结果表明,通过对AZ31... 通过试验和数值模拟仿真的方法研究了玻璃纤维/环氧树脂增强镁合金层合板在不同孔径影响下的损伤演化和最终损伤模式,利用扫描电子显微镜分析了试件断口微观损伤模式。同时改进了纤维增强镁合金层合板的制备流程。结果表明,通过对AZ31镁合金层板进行表面处理能够有效减少分层效应,试件抗拉强度为347.62 MPa,相较于未处理过的试件提升了11.33%,微观层间结合形貌更为紧密、均匀。随着孔径的增大,试件拉伸剩余强度逐渐降低。纤维增强镁合金层合板在渐进损伤失效过程中,呈现从“X形状”逐渐向“漏斗形状”扩展。层合板失效模式为金属层韧脆性断裂、纤维层拉伸断裂和层间分层为主的复杂混合失效模式。试验和有限元数值仿真结果吻合较好,验证了数值仿真模型的有效性,能够为工程实际上的应用提供参考。 展开更多
关键词 纤维金属层合板 失效准则 数值模拟 孔径 剩余强度 渐进损伤模式
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基于渐进损伤的Ⅳ型复合材料气瓶的爆破压强预测分析 被引量:1
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作者 付成建 林松 郭淑芬 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第9期92-97,104,共7页
本文引入Hashin失效准则,编译了USDFLD的子程序,通过ABAQUS-WCM软件实现了基于渐进损伤的Ⅳ型复合材料气瓶有限元数值模拟,并且最终缠绕成型复合材料气瓶进行爆破试验验证。渐进损伤的有限元分析结果表明,Ⅳ型复合材料气瓶的金属接头最... 本文引入Hashin失效准则,编译了USDFLD的子程序,通过ABAQUS-WCM软件实现了基于渐进损伤的Ⅳ型复合材料气瓶有限元数值模拟,并且最终缠绕成型复合材料气瓶进行爆破试验验证。渐进损伤的有限元分析结果表明,Ⅳ型复合材料气瓶的金属接头最大直径圆位置以及筒身段与封头过渡位置容易造成复合材料层的应力集中,为最先出现树脂基体以及纤维拉伸断裂失效的位置,并且树脂基体的失效先于纤维断裂失效,且失效面积较大。气瓶的爆破结果表明,预测的爆破压强和失效位置与真实试验结果较为接近,验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 复合材料气瓶 有限元分析 渐进损伤 爆破压强
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复合材料层合板压缩载荷下渐进损伤分析与试验验证 被引量:11
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作者 朱建辉 曾建江 +1 位作者 陈滨琦 童明波 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第5期785-789,共5页
基于渐进损伤分析方法,建立了复合材料层合板的三维有限元模型。该模型包含应力分析求解、单元失效判定和损伤单元材料性能退化。采用了修正的带剪切非线性的Hashin准则作为单元的失效判据,使用Camanho模型对失效单元进行材料性能退化... 基于渐进损伤分析方法,建立了复合材料层合板的三维有限元模型。该模型包含应力分析求解、单元失效判定和损伤单元材料性能退化。采用了修正的带剪切非线性的Hashin准则作为单元的失效判据,使用Camanho模型对失效单元进行材料性能退化。通过编写用户自定义材料子程序(UMAT),实现了失效准则与材料退化准则在Abaqus中的应用。并对有限元模型进行了试验验证。计算值与试验值之间误差为8.7%。有限元计算得出的失效位置与失效模式和实验吻合很好,结果表明本文模型能合理进行层合板的强度预测和失效分析。 展开更多
关键词 复合材料层合板 渐进损伤分析 损伤 UMAT 试验
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纤维缠绕复合材料压力容器渐进损伤分析 被引量:23
8
作者 王晓宏 张博明 +1 位作者 刘长喜 杜善义 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期446-452,共7页
利用大型有限元软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立了纤维缠绕复合材料压力容器的有限元模型,该模型真实地反应了复合材料压力容器封头处纤维缠绕层的厚度以及纤维缠绕角度沿子午线不断变化的情况,即充分体现该压力容器结构的真实性... 利用大型有限元软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立了纤维缠绕复合材料压力容器的有限元模型,该模型真实地反应了复合材料压力容器封头处纤维缠绕层的厚度以及纤维缠绕角度沿子午线不断变化的情况,即充分体现该压力容器结构的真实性。针对建立的有限元模型,对复合材料压力容器在一定内压下的应变进行了分析,将分析的结果与试验结果比较,验证该模型的准确性。在此基础上进行了复合材料压力容器的渐进损伤分析,获得了复合材料压力容器在外载荷逐渐增加的情况下,复合材料缠绕层逐层失效破坏的详细信息,为复合材料压力容器的设计提供一定的依据。 展开更多
关键词 复合材料压力容器 有限元建模 参数化设计语言APDL 渐进损伤
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复合材料开孔层板压缩渐进损伤分析 被引量:7
9
作者 周睿 关志东 +1 位作者 李星 卓越 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1066-1072,共7页
首先,针对纤维增强复合材料开孔层板进行了压缩试验,通过微距数显设备、电镜扫描和X光扫描设备检测了加载过程中的渐进损伤和试验件最终破坏模式,观测了损伤起始和45°与90°铺层间的分层现象.其次,将复合材料开孔层板失效分为... 首先,针对纤维增强复合材料开孔层板进行了压缩试验,通过微距数显设备、电镜扫描和X光扫描设备检测了加载过程中的渐进损伤和试验件最终破坏模式,观测了损伤起始和45°与90°铺层间的分层现象.其次,将复合材料开孔层板失效分为层内失效和层间失效,基于细观损伤力学MMF3理论和界面胶层单元方法建立了开孔压缩损伤跨尺度分析模型.最后,应用该模型对开孔压缩损伤起始、损伤扩展和层板破坏模式进行了预测,获得了纤维和基体损伤起始位置、分层产生位置及扩展过程、最终的分层和压入破坏等计算结果.计算结果与试验结果获得了较好的吻合,表明该计算模型适用于分析复合材料开孔压缩渐进损伤问题. 展开更多
关键词 复合材料 开孔层板 压缩试验 渐进损伤 跨尺度
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复合材料阶梯形胶接接头渐进损伤分析 被引量:15
10
作者 乔玉 周光明 +1 位作者 刘伟先 陶伊凡 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期632-637,共6页
建立了复合材料层合板双阶梯形胶接接头的三维(3D)有限元模型,并进行了拉伸载荷下的渐进损伤分析(Progressive damage analysis,PDA)。采用含正交各向异性损伤的连续介质损伤力学(Continuum damage mechanics,CDM)本构方程对层合板进行... 建立了复合材料层合板双阶梯形胶接接头的三维(3D)有限元模型,并进行了拉伸载荷下的渐进损伤分析(Progressive damage analysis,PDA)。采用含正交各向异性损伤的连续介质损伤力学(Continuum damage mechanics,CDM)本构方程对层合板进行描述。采用粘聚区模型(Cohesive zone model,CZM)对共胶接界面进行模拟。引入合适的损伤起始和损伤扩展准则,预测了双阶梯形胶接接头的损伤扩展方式和连接效率。进一步讨论了台阶长度、外加铺层搭接长度及厚度对失效模式及连接效率的影响。 展开更多
关键词 复合材料 阶梯形接头 渐进损伤分析 粘聚区模型 连接效率
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湿/热/力耦合条件下复合材料结构渐进损伤仿真 被引量:9
11
作者 刘玉佳 燕瑛 +1 位作者 何明泽 齐忠新 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期384-388,393,共6页
发展了湿/热/静力耦合条件下复合材料结构渐进损伤仿真方法,考虑复合材料力学性能的随机分布特性建立有限元模型,改进了湿热条件下复合材料本构关系,以Hashin准则、最大应力准则作为失效判据,完整仿真了不同湿热条件、不同载荷类型作用... 发展了湿/热/静力耦合条件下复合材料结构渐进损伤仿真方法,考虑复合材料力学性能的随机分布特性建立有限元模型,改进了湿热条件下复合材料本构关系,以Hashin准则、最大应力准则作为失效判据,完整仿真了不同湿热条件、不同载荷类型作用下复合材料开孔层合板从损伤起始至最终失效的损伤演化全过程,极限强度预测结果与相应试验结果的误差在10%以内,验证了仿真分析方法的有效性.湿热效应对损伤起始和演化的影响表明:由于湿热条件作用,相对于室温干态而言,复合材料开孔层合板的损伤起始的时间提前、所需载荷降低,极限强度和极限应变减小. 展开更多
关键词 湿/热/力耦合条件 复合材料结构 渐进损伤 仿真方法 试验验证
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基于渐进损伤模型的复合材料斜接接头的拉伸强度 被引量:10
12
作者 刘伟先 周光明 王新峰 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期666-671,共6页
本文首先以斜接角度、搭接长度以及搭接厚度为参数分别建立了复合材料单边斜接接头和双边斜接接头在拉伸载荷下的参数化有限元模型,采用abaqus软件中UMAT子程序功能编写了材料损伤本构模型,并利用cohesive单元模拟胶接界面损伤。通过渐... 本文首先以斜接角度、搭接长度以及搭接厚度为参数分别建立了复合材料单边斜接接头和双边斜接接头在拉伸载荷下的参数化有限元模型,采用abaqus软件中UMAT子程序功能编写了材料损伤本构模型,并利用cohesive单元模拟胶接界面损伤。通过渐进损伤分析,模拟出斜接接头的三种破坏模式,最终得到了各参数变化对斜接接头拉伸强度的影响,其中母板最终破坏模式对应最大拉伸强度,并对单边斜接接头和双边斜接接头结果进行了对比分析,得出双边斜接接头强度大于单边斜接接头强度的结论。 展开更多
关键词 复合材料 斜接接头 参数化模型 cohesive单元 渐进损伤分析
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考虑界面及损伤效应的岩体锚固系统渐进破坏行为 被引量:3
13
作者 赵增辉 刘浩 +2 位作者 孙伟 杨鹏 陈宝森 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期3163-3173,共11页
针对锚固岩体岩块-黏结层-锚杆各单元耦合作用,考虑岩块的弹塑性行为、黏结层的拉压刚度劣化以及锚杆的颈缩破断特性,基于Barton节理面粗糙度模拟节理面形貌,建立了常法向应力边界效应下节理岩体锚固的三维精细化数值模型,并通过试验结... 针对锚固岩体岩块-黏结层-锚杆各单元耦合作用,考虑岩块的弹塑性行为、黏结层的拉压刚度劣化以及锚杆的颈缩破断特性,基于Barton节理面粗糙度模拟节理面形貌,建立了常法向应力边界效应下节理岩体锚固的三维精细化数值模型,并通过试验结果对比论证了模型的可靠性,进一步分析了锚固角、节理面形貌对系统抗剪性能及各单元渐进损伤力学行为的影响。结果表明:锚杆变形分为线弹性、塑性强化和延性损伤软化3阶段,锚固角对锚杆应力分布有重要影响,锚杆破断位移随着锚固角的增大而减小;岩块水平位移呈现无明显增加、缓慢增加和急速增加3个阶段,节理面粗糙度对岩块塑性区形貌有较大影响;黏结层刚度折减呈三折线形式,随着粗糙度的增大,刚度折减速率减小,损伤程度减小;黏结层由于挤压作用易发生脱黏,导致岩块-黏结层-锚杆变形不协调,损伤累积最终发生锚固失效。所得结论对节理岩体锚固工程灾害防控具有重要意义。 展开更多
关键词 节理岩体 锚固 耦合作用 渐进损伤 三维仿真
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基于CDM的复合材料层合板三维非线性渐进损伤分析 被引量:11
14
作者 王跃全 童明波 朱书华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期709-714,共6页
建立了基于连续介质损伤力学(CDM)的中等尺度复合材料层合板三维渐进损伤分析模型。模型中损伤材料本构方程采用对应于不同损伤模式的内部状态变量进行描述,材料失效准则采用三维HASHIN准则。分析了含孔复合材料层合板压缩试件,计算强... 建立了基于连续介质损伤力学(CDM)的中等尺度复合材料层合板三维渐进损伤分析模型。模型中损伤材料本构方程采用对应于不同损伤模式的内部状态变量进行描述,材料失效准则采用三维HASHIN准则。分析了含孔复合材料层合板压缩试件,计算强度与试验数据的吻合表明该模型可用于预测含孔层合板的压缩强度,同时该模型可以预测层合板的失效模式以及损伤发生、扩展直至最终破坏的整个过程,并且该模型具有较好的计算收敛性。 展开更多
关键词 连续介质损伤力学 渐进损伤分析 极限强度 层合板 用户材料子程序
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含脱粘损伤的复合材料加筋板压缩破坏渐进损伤数值分析 被引量:9
15
作者 孙立 许希武 徐焜 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期740-744,共5页
本文提出了基于连续损伤力学的复合材料层合加筋壁板渐进损伤分析模型。该模型采用界面单元模拟筋条和壁板之间的连接界面,连接界面和复合材料层板分别采用Quads准则和Hashin准则作为失效判据,基于内嵌连续损伤状态变量的材料刚度退化方... 本文提出了基于连续损伤力学的复合材料层合加筋壁板渐进损伤分析模型。该模型采用界面单元模拟筋条和壁板之间的连接界面,连接界面和复合材料层板分别采用Quads准则和Hashin准则作为失效判据,基于内嵌连续损伤状态变量的材料刚度退化方案,采用非线性有限元方法,研究了复合材料加筋壁板在压缩载荷下的破坏过程,分析了结构相应失效模式的细观失效机理。数值分析结果与实验数据吻合较好,证明该方法的合理性和有效性,并详细探讨了界面单元关键参数和层板铺设角度对加筋壁板结构力学响应的影响规律,得到了一些富有价值的结论。 展开更多
关键词 复合材料 加筋板 脱粘 渐进损伤 压缩强度
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复合材料层合板低速冲击渐进损伤模型 被引量:12
16
作者 周俊杰 王生楠 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期37-45,共9页
建立了一种针对低速冲击下碳纤维增强复合材料层合板动态力学响应和损伤扩展的渐进损伤模型。该模型应用Hashin和Hou失效准则来预测层内损伤(纤维和基体损伤)的萌生;结合等效位移法的线性退化方案来模拟损伤的发展;采用双线性牵引力-分... 建立了一种针对低速冲击下碳纤维增强复合材料层合板动态力学响应和损伤扩展的渐进损伤模型。该模型应用Hashin和Hou失效准则来预测层内损伤(纤维和基体损伤)的萌生;结合等效位移法的线性退化方案来模拟损伤的发展;采用双线性牵引力-分离法则的内聚区模型来预测层间分层损伤。编写了相应的用户材料子程序VUMAT,并在有限元软件ABAQUS中完成了25 J能量下复合材料层合板低速冲击的数值仿真分析。通过有限元模型预测得到的接触力-时间曲线、接触力-中心位移曲线、层间分层的损伤分布均与试验结果较好吻合,验证了该模型的有效性。根据仿真结果,分析了纤维和基体的损伤情况,讨论了分层损伤的扩展规律。 展开更多
关键词 复合材料 低速冲击 数值仿真 失效准则 渐进损伤
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胶接修补复合材料层合板的渐进损伤分析方法 被引量:3
17
作者 孙中雷 赵美英 姚辽军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期83-88,共6页
建立了一种预测胶接修补复合材料层合板损伤演变与剩余强度的渐进损伤分析模型。该有限元方法应用三维渐进损伤模型和内聚力模型分别模拟复合材料层合板和修补胶层的失效过程。引入与材料损伤模式相对应的损伤变量表征材料的损伤状态,... 建立了一种预测胶接修补复合材料层合板损伤演变与剩余强度的渐进损伤分析模型。该有限元方法应用三维渐进损伤模型和内聚力模型分别模拟复合材料层合板和修补胶层的失效过程。引入与材料损伤模式相对应的损伤变量表征材料的损伤状态,材料的刚度矩阵按损伤变量退化。计算得到了复合材料含孔板和相应的复合材料层合板胶接修补结构的极限强度。计算结果和试验数据吻合良好,验证了渐进损伤分析方法的有效性。 展开更多
关键词 渐进损伤分析 修补 内聚力模型 层合板
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航天器复合材料结构的渐进损伤分析 被引量:4
18
作者 高峰 杨宝宁 +1 位作者 马海全 阮剑华 《航天器工程》 2009年第5期42-47,共6页
复合材料结构渐进损伤分析是获取复合材料结构极限承载能力、实现基于可靠性的结构定量设计、评估长寿命航天器损伤容限和耐久性的有效方法。文章介绍了复合材料渐进损伤分析的基本原理与方法、用于分层分析的内聚力模型及相应的强度判... 复合材料结构渐进损伤分析是获取复合材料结构极限承载能力、实现基于可靠性的结构定量设计、评估长寿命航天器损伤容限和耐久性的有效方法。文章介绍了复合材料渐进损伤分析的基本原理与方法、用于分层分析的内聚力模型及相应的强度判据和断裂判据,通过典型的用于表征损伤容限的开孔压缩算例,实现了复合材料层内失效和层间分层失效的渐进损伤分析,分析得到的破坏形貌和极限承载能力与试验值吻合良好。 展开更多
关键词 航天器结构 复合材料 渐进损伤 损伤容限
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复合材料螺栓连接接头渐进损伤分析研究进展 被引量:6
19
作者 王娟 施建伟 +3 位作者 张书亭 张彦飞 杜瑞奎 赵贵哲 《航空制造技术》 2016年第3期85-89,96,共6页
针对复合材料结构连接问题,系统地介绍了静拉伸作用下复合材料连接接头渐进损伤分析研究进展,主要从渐进损伤分析方法的3个关键分析步骤:应力分析、失效模式分析和材料属性退化分析方面进行了详细阐述,形成一种公认的能够有效、准确预... 针对复合材料结构连接问题,系统地介绍了静拉伸作用下复合材料连接接头渐进损伤分析研究进展,主要从渐进损伤分析方法的3个关键分析步骤:应力分析、失效模式分析和材料属性退化分析方面进行了详细阐述,形成一种公认的能够有效、准确预测复合材料连接接头失效行为的方法。 展开更多
关键词 复合材料 螺栓连接接头 渐进损伤
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复合材料蜂窝结构渐进损伤评估及挖补修理研究 被引量:5
20
作者 赵志彬 谢逸夫 +3 位作者 刘志琪 杨鹏飞 薛小峰 冷佳醒 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1047-1053,共7页
复合材料蜂窝结构越来越广泛地应用于飞机承力结构件,其受冲击等损伤后的损伤评估与修理方案成为民机复材结构研究中最关切的问题之一。针对复合材料蜂窝结构渐进损伤评估及阶梯式胶接挖补修理问题,基于蜂窝芯子等效模型和C3D8R三维体... 复合材料蜂窝结构越来越广泛地应用于飞机承力结构件,其受冲击等损伤后的损伤评估与修理方案成为民机复材结构研究中最关切的问题之一。针对复合材料蜂窝结构渐进损伤评估及阶梯式胶接挖补修理问题,基于蜂窝芯子等效模型和C3D8R三维体单元及0厚度三维粘聚力单元COH3D8建立蜂窝结构渐进损伤分析和挖补修理参数研究的三维有限元模型;基于三维Hashin准则、Besant准则和B⁃K准则开发USDFLD程序实现复合材料层合板、蜂窝芯子和胶层的损伤模拟与失效;针对蜂窝结构穿孔损伤仿真研究补片挖补角度、额外层铺层角及厚度等参数对修理后结构强度恢复效果的影响规律。结果表明:补片挖补角度减小带来搭接处胶层内部剪应力升高,补片额外层铺层方向与外载荷夹角增大,以及额外层厚度增加导致搭接边缘出现应力集中而更易提前失稳,都会明显降低蜂窝结构挖补修理后的强度恢复效果。仿真分析结果表明挖补补片选取1层0°铺层的额外层和1∶10的挖补斜率时,蜂窝结构穿孔损伤修理件的强度恢复效果最佳,达到无损件的95.72%。 展开更多
关键词 复合材料蜂窝结构 渐进损伤评估 挖补修理 强度恢复效果 蜂窝芯子等效模型
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