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纤维缠绕复合材料损伤演化多尺度表征方法构建
1
作者
寇光杰
何坤成
+3 位作者
蔡辉
张小宁
刘梦庆
杨正伟
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1324-1336,共13页
针对复合材料多尺度表征中以细观到宏观力学性能预测为主的问题,发展了包含细观到宏观结构力学性能预测和宏观到细观组分损伤演化表征的纤维缠绕复合材料损伤演化多尺度表征方法。通过确定纤维缠绕复合材料组分本构及力学参数,完成基于...
针对复合材料多尺度表征中以细观到宏观力学性能预测为主的问题,发展了包含细观到宏观结构力学性能预测和宏观到细观组分损伤演化表征的纤维缠绕复合材料损伤演化多尺度表征方法。通过确定纤维缠绕复合材料组分本构及力学参数,完成基于细观RFDRVE(Random fiber distributions representative volume element)的单向复合材料力学参数预测,进而实现了纤维缠绕复合材料NOL环的宏观力学性能预测。而后,通过分析NOL环宏观破坏情况,将损伤区域应变加载至RFDRVE,得到NOL环的细观损伤演化情况,并结合扫描电镜观测了细观损伤演化形貌。结果表明,不同缠绕张力下NOL环细观到宏观预测拉伸强度与平均试验拉伸强度的最大误差仅5.08%,且宏观到细观损伤分析能够表征NOL环细观组分上出现的纤维断裂、基体断裂和纤维-基体界面破坏。纤维缠绕复合材料损伤演化多尺度表征方法能实现细观到宏观结构力学性能预测和宏观到细观组分损伤演化表征。
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关键词
纤维缠绕复合材料
多尺度
力学性能预测
损伤演化表征
代表性体积元
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职称材料
基于微CT与数字体图像相关的HTPB推进剂细观损伤演化行为
2
作者
马天兆
李高春
+4 位作者
韩建立
袁茂德
王玉峰
李金飞
李永强
《火炸药学报》
2025年第8期687-697,I0001,共12页
为了探究HTPB固体推进剂在单轴拉伸载荷下的细观损伤机理与演化过程,全面理解推进剂在受载状态下的力学行为,采用数字体图像相关(DVC)与定量图像分析相结合的方法分析推进剂受载力学响应和损伤演变过程;分析了借助原位微CT(Micro-CT)获...
为了探究HTPB固体推进剂在单轴拉伸载荷下的细观损伤机理与演化过程,全面理解推进剂在受载状态下的力学行为,采用数字体图像相关(DVC)与定量图像分析相结合的方法分析推进剂受载力学响应和损伤演变过程;分析了借助原位微CT(Micro-CT)获取拉伸过程中推进剂的三维体数据,完成了加载序列细观形貌三维重构;基于全局孔隙率建立了细观损伤程度与宏观力学响应的定量关联;采用DVC实现了动态过程中三维变形场与损伤演化的关联表征。结果表明,推进剂损伤演化遵循“界面脱粘诱发孔隙萌生-孔隙合并与表面微裂纹汇集-应变集中导致基体断裂”机制;损伤始于AP颗粒/基体界面脱粘,孔隙从孤立不规则结构向复杂性连通网络演变形成内部微裂纹,最终在应变0.475时内部与表面微裂纹汇集造成基体断裂;全局孔隙率克服了局部孔隙率在表征缺陷演化规律方面的局限性,加载过程中其增长趋势呈指数型(R^(2)=0.995);高应变区域伴随严重的损伤程度与应力集中,通过应变带分布与断裂应变值(0.5)可预测断裂起源位置。
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关键词
HTPB推进剂
微CT
原位拉伸试验
数字体图像相关
损伤演化表征
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职称材料
题名
纤维缠绕复合材料损伤演化多尺度表征方法构建
1
作者
寇光杰
何坤成
蔡辉
张小宁
刘梦庆
杨正伟
机构
火箭军工程大学导弹工程学院
火箭军工程大学核工程学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1324-1336,共13页
基金
军队高层次人才创新工程(2022GCCRC-004)
国家自然科学基金(52375558,52075541)
陕西省科技创新团队(2022TD-62)。
文摘
针对复合材料多尺度表征中以细观到宏观力学性能预测为主的问题,发展了包含细观到宏观结构力学性能预测和宏观到细观组分损伤演化表征的纤维缠绕复合材料损伤演化多尺度表征方法。通过确定纤维缠绕复合材料组分本构及力学参数,完成基于细观RFDRVE(Random fiber distributions representative volume element)的单向复合材料力学参数预测,进而实现了纤维缠绕复合材料NOL环的宏观力学性能预测。而后,通过分析NOL环宏观破坏情况,将损伤区域应变加载至RFDRVE,得到NOL环的细观损伤演化情况,并结合扫描电镜观测了细观损伤演化形貌。结果表明,不同缠绕张力下NOL环细观到宏观预测拉伸强度与平均试验拉伸强度的最大误差仅5.08%,且宏观到细观损伤分析能够表征NOL环细观组分上出现的纤维断裂、基体断裂和纤维-基体界面破坏。纤维缠绕复合材料损伤演化多尺度表征方法能实现细观到宏观结构力学性能预测和宏观到细观组分损伤演化表征。
关键词
纤维缠绕复合材料
多尺度
力学性能预测
损伤演化表征
代表性体积元
Keywords
Fiber-wound composites
Multiscale
Prediction of mechanical properties
Characterization of damage evolution
Representative volume element
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
TB301 [一般工业技术—材料科学与工程]
TB302.3 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
基于微CT与数字体图像相关的HTPB推进剂细观损伤演化行为
2
作者
马天兆
李高春
韩建立
袁茂德
王玉峰
李金飞
李永强
机构
海军航空大学岸防兵学院
出处
《火炸药学报》
2025年第8期687-697,I0001,共12页
文摘
为了探究HTPB固体推进剂在单轴拉伸载荷下的细观损伤机理与演化过程,全面理解推进剂在受载状态下的力学行为,采用数字体图像相关(DVC)与定量图像分析相结合的方法分析推进剂受载力学响应和损伤演变过程;分析了借助原位微CT(Micro-CT)获取拉伸过程中推进剂的三维体数据,完成了加载序列细观形貌三维重构;基于全局孔隙率建立了细观损伤程度与宏观力学响应的定量关联;采用DVC实现了动态过程中三维变形场与损伤演化的关联表征。结果表明,推进剂损伤演化遵循“界面脱粘诱发孔隙萌生-孔隙合并与表面微裂纹汇集-应变集中导致基体断裂”机制;损伤始于AP颗粒/基体界面脱粘,孔隙从孤立不规则结构向复杂性连通网络演变形成内部微裂纹,最终在应变0.475时内部与表面微裂纹汇集造成基体断裂;全局孔隙率克服了局部孔隙率在表征缺陷演化规律方面的局限性,加载过程中其增长趋势呈指数型(R^(2)=0.995);高应变区域伴随严重的损伤程度与应力集中,通过应变带分布与断裂应变值(0.5)可预测断裂起源位置。
关键词
HTPB推进剂
微CT
原位拉伸试验
数字体图像相关
损伤演化表征
Keywords
HTPB propellant
micro-CT
in-situ tensile test
digital volume correlation
damage evolution characterization
分类号
TJ55 [兵器科学与技术]
V512 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
纤维缠绕复合材料损伤演化多尺度表征方法构建
寇光杰
何坤成
蔡辉
张小宁
刘梦庆
杨正伟
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
基于微CT与数字体图像相关的HTPB推进剂细观损伤演化行为
马天兆
李高春
韩建立
袁茂德
王玉峰
李金飞
李永强
《火炸药学报》
2025
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职称材料
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