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双相颗粒混合增韧ZrB_2陶瓷复合材料的研究 被引量:12
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作者 李金平 孟松鹤 +2 位作者 韩杰才 易法军 许承海 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期727-729,共3页
将增韧相与ZrB2陶瓷基体按配比混料、热压,制备了双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料,研究了其密度、硬度、力学性能、耐烧蚀性能以及显微组织.结果表明,采用混料热压法能制备99.5%理论密度的ZrB2复合材料;显微硬度为800HV,室温抗压强度... 将增韧相与ZrB2陶瓷基体按配比混料、热压,制备了双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料,研究了其密度、硬度、力学性能、耐烧蚀性能以及显微组织.结果表明,采用混料热压法能制备99.5%理论密度的ZrB2复合材料;显微硬度为800HV,室温抗压强度为1.397GPa,相对压缩率为21.8%.随着温度升高,强度和压缩率均急剧下降;然而,到1100℃时抗压强度仍高达649MPa,相对压缩率为7.6%.该复合材料在等离子电弧加热器上烧蚀6s后,试样表面温升达2800℃,烧蚀后晶粒长大,部分韧化相熔化飞出,留下孔洞.在氧乙炔焰上烧蚀30s后,试样表面温升达到2000℃,烧蚀后表面无裂纹,表面形成一层氧化膜,晶粒略有长大. 展开更多
关键词 陶瓷复合材料 ZRB2 颗粒混合 增韧 双相 抗压强度 表面温升 耐烧蚀性能 电弧加热器 压缩率 陶瓷基体 力学性能 显微组织 理论密度 显微硬度 温度升高 晶粒长大 热压法 等离子 氧化膜 混料 制备 试样 熔化 韧化 乙炔
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形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用 被引量:44
2
作者 冷劲松 兰鑫 +1 位作者 刘彦菊 杜善义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期950-956,共7页
综述了形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用。形状记忆聚合物是一种智能主动变形的高分子材料,该材料在外界激励作用下能够产生较大的可回复变形,可应用于智能主动变形结构。首先简述了形状记忆聚合物的研究现状,然后... 综述了形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用。形状记忆聚合物是一种智能主动变形的高分子材料,该材料在外界激励作用下能够产生较大的可回复变形,可应用于智能主动变形结构。首先简述了形状记忆聚合物的研究现状,然后分别介绍了颗粒、短纤维和连续纤维增强的形状记忆聚合物复合材料的研究现状,并重点评述了三种复合材料的电-热致驱动变形性能。此外,本文还介绍了纤维增强形状记忆复合材料在空间可展开结构上的应用,主要包括可展开铰链、可伸缩梁和可展开天线等。 展开更多
关键词 智能材料与结构 形状记忆聚合物 复合材料 空间可展开结构 主动变形
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防热复合材料的烧蚀机理与模型研究 被引量:70
3
作者 易法军 梁军 +1 位作者 孟松鹤 杜善义 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 2000年第4期48-56,共9页
烧蚀材料在高温环境中因物理、化学和力学因素造成质量损失 ,影响其性能。建立相应的热化学和热力学烧蚀模型 ,分析其传热特性和力学性能的演化规律 ,建立材料的热毁损判据 ,是复合材料防热结构设计所面临的重要问题。本文综述了近年来... 烧蚀材料在高温环境中因物理、化学和力学因素造成质量损失 ,影响其性能。建立相应的热化学和热力学烧蚀模型 ,分析其传热特性和力学性能的演化规律 ,建立材料的热毁损判据 ,是复合材料防热结构设计所面临的重要问题。本文综述了近年来文献中对炭基复合材料烧蚀机理的研究 。 展开更多
关键词 碳碳复合材料 热化学性质 热力学性质 烧蚀
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航空航天复合材料无损检测研究现状 被引量:46
4
作者 徐丽 张幸红 韩杰才 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期79-82,95,共5页
随着新型复合材料的开发及其在航空航天领域的广泛应用,作为产品缺陷检测和质量评价手段的无损检测技术也相应得到迅速发展。总结了航空航天复合材料构件无损检测的主要方法,即:涡流检测法、射线检测法、超声波检测法、光学检测法、声... 随着新型复合材料的开发及其在航空航天领域的广泛应用,作为产品缺陷检测和质量评价手段的无损检测技术也相应得到迅速发展。总结了航空航天复合材料构件无损检测的主要方法,即:涡流检测法、射线检测法、超声波检测法、光学检测法、声发射和机械阻抗分析法等,并对各种检测方法的基本原理及其实际应用作了简要评述。 展开更多
关键词 复合材料 无损检测 航空航天 无损检测技术 新型复合材料 超声波检测法 现状 复合材料构件 阻抗分析法 航天领域
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TiB_2-Cu复合材料SHS工艺的人工神经网络优化 被引量:14
5
作者 徐强 张幸红 +2 位作者 赫晓东 韩杰才 王雪峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1199-1201,共3页
利用3×5×1的3层BP神经网络模型对SHS法制备TiB2-Cu基复合材料过程中的工艺参数进行优化.将SHS工艺的3个主要参数———延迟时间、高压压力和高温保压时间作为人工神经网络的输入,合成产物的相对密度作为网络的输出,利用单参... 利用3×5×1的3层BP神经网络模型对SHS法制备TiB2-Cu基复合材料过程中的工艺参数进行优化.将SHS工艺的3个主要参数———延迟时间、高压压力和高温保压时间作为人工神经网络的输入,合成产物的相对密度作为网络的输出,利用单参数动态搜索算法对SHS工艺参数进行了优化.结果表明训练样本和检验样本的网络实际输出值与相应的试验值均非常接近,TiB2-Cu基复合材料的SHS最佳工艺参数是延迟时间为6 8s,高压压力为360MPa,高温保压时间为9 2s. 展开更多
关键词 硼化钛-铜复合材料 SHS 工艺优化 人工神经网络 自蔓延高温燃烧合成 模型
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TiC-TiB_2复合材料的研究进展 被引量:15
6
作者 朱春城 曲伟 +1 位作者 张幸红 赫晓东 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第1期48-50,54,共4页
TiC-TiB_2复合陶瓷具有熔点高、硬度大、耐磨耐蚀、导电性好等优点,是目前正在开发并有广泛应用前景的新型复相陶瓷材料。简要综述了TiC-TiB_2复合材料的各种制备技术、组织、性能、机理等方面的研究现状,概述了它的主要应用价值以及将... TiC-TiB_2复合陶瓷具有熔点高、硬度大、耐磨耐蚀、导电性好等优点,是目前正在开发并有广泛应用前景的新型复相陶瓷材料。简要综述了TiC-TiB_2复合材料的各种制备技术、组织、性能、机理等方面的研究现状,概述了它的主要应用价值以及将来的研究发展趋势。 展开更多
关键词 TIC-TIB2 复合材料 复相陶瓷 制备 组织 性能 合成 碳化钛 二硼化钛
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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
7
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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周期性复合材料热力耦合性能的多尺度方法 被引量:17
8
作者 吴世平 唐绍锋 +1 位作者 梁军 杜善义 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2049-2053,共5页
基于多尺度方法预报了周期性复合材料的热传导系数、弹性模量和热膨胀系数.针对复合材料热力耦合问题,分别引入了细观和宏观两种尺度坐标描述细观单胞的非均匀化构造和宏观均匀化结构,利用小参数摄动展开技术,建立了复合材料内部温度场... 基于多尺度方法预报了周期性复合材料的热传导系数、弹性模量和热膨胀系数.针对复合材料热力耦合问题,分别引入了细观和宏观两种尺度坐标描述细观单胞的非均匀化构造和宏观均匀化结构,利用小参数摄动展开技术,建立了复合材料内部温度场和位移场的多尺度表达式,给出了复合材料有效热传导系数、有效刚度系数和有效热膨胀系数的均匀化方程.利用有限元数值模拟分析了夹杂百分含量、形状、排列方式以及间距的变化对复合材料有效性能的影响. 展开更多
关键词 多尺度方法 复合材料 热力耦合 有效性能 有限元
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C/C复合材料高温热物理性能实验研究 被引量:14
9
作者 易法军 张巍 +1 位作者 孟松鹤 杜善义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期85-88,共4页
实验研究了烧蚀防热 C/ C复合材料从常温到高温的等效热膨胀系数、热扩散率、比热随温度的变化情况 ,并计算了材料不同温度下的热导率与抗热应力系数。结果表明 :材料的热膨胀系数很小 ,接近零膨胀。热扩散率随温度升高而下降 ,比热随... 实验研究了烧蚀防热 C/ C复合材料从常温到高温的等效热膨胀系数、热扩散率、比热随温度的变化情况 ,并计算了材料不同温度下的热导率与抗热应力系数。结果表明 :材料的热膨胀系数很小 ,接近零膨胀。热扩散率随温度升高而下降 ,比热随温度升高近似比例增加 ,而热导率随温度的变化规律与热扩散率相似。材料的抗热应力系数随温度的升高变化不大 。 展开更多
关键词 热物理性能 实验研究 C/C复合材料 热膨胀系数 热导率 抗热应力系数 航天材料
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含孔复合材料层合板拉伸强度研究 被引量:21
10
作者 李明 马力 +1 位作者 吴林志 关正西 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期1-5,共5页
对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究... 对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究结果表明,数值模拟得到的强度值和实验测量的强度值吻合较好,文中建立的数值模型可以有效地预测含孔层合板的强度. 展开更多
关键词 复合材料 含孔层合板 拉伸强度 数值模拟 子程序
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激光熔覆铜基自生复合材料设计及其涂层研究 被引量:15
11
作者 董世运 张幸红 +1 位作者 赫晓东 徐滨士 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期160-164,共5页
为了提高铝合金的耐磨性 ,利用铜合金体系存在液相分离现象等冶金性质 ,在铝合金表面设计了自生铜基复合材料体系 ,并采用激光熔覆技术对其进行了验证和优化 .设计的较理想材料体系为Cu - 16Ni-6Fe - 8Co - 7Mo - 4Cr - 3Si,由其得到的... 为了提高铝合金的耐磨性 ,利用铜合金体系存在液相分离现象等冶金性质 ,在铝合金表面设计了自生铜基复合材料体系 ,并采用激光熔覆技术对其进行了验证和优化 .设计的较理想材料体系为Cu - 16Ni-6Fe - 8Co - 7Mo - 4Cr - 3Si,由其得到的激光熔覆复合材料中存在大量的自生硬质颗粒增强体 ,其熔覆涂层具有良好耐磨性 。 展开更多
关键词 铜基自生复合材料 设计 涂层 激光熔覆 耐磨性 铝合金
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织物结构对复合材料力学性能影响的试验研究 被引量:12
12
作者 李丽英 孟松鹤 +3 位作者 许承海 张涛 王国勇 刘建军 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期6-12,共7页
为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异,通过宏观拉压试验,研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能,并利用声发射对试验过程进行实时监测,对破坏后的断口进行显微镜观... 为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异,通过宏观拉压试验,研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能,并利用声发射对试验过程进行实时监测,对破坏后的断口进行显微镜观察分析,分别给出了两种材料的拉伸和压缩破坏机制.研究结果表明:织物结构形式对复合材料的力学性能有较大影响,与经编织物复合材料相比,平纹织物复合材料的拉伸、压缩强度均较低,且其拉伸、压缩破坏试样的断口相对齐平,分层现象不明显;根据声发射监测结果可以判定两种复合材料损伤过程中的损伤类型,与经编织物相比,平纹织物复合材料拉/压过程中的声发射电压信号相对稳定且整体强度较低. 展开更多
关键词 经编织物 平纹织物 复合材料 力学性能 声发射
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原位生成球状VC颗粒增强不锈钢基复合材料的制备工艺优化 被引量:11
13
作者 姚秀荣 韩杰才 +3 位作者 刘兆晶 高跃岗 李凤珍 任善之 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期59-63,共5页
用原位生成法制备了球状VC颗粒增强不锈钢基复合材料。利用正交设计实验法,确定了制备该复合材料的最佳工艺。采用SEM,XRD等测试手段对复合材料的微观组织和相结构进行观察,证实了该复合材料基体上弥散分布着球状VC增强颗粒。讨论了浇... 用原位生成法制备了球状VC颗粒增强不锈钢基复合材料。利用正交设计实验法,确定了制备该复合材料的最佳工艺。采用SEM,XRD等测试手段对复合材料的微观组织和相结构进行观察,证实了该复合材料基体上弥散分布着球状VC增强颗粒。讨论了浇注温度、保温时间等因素对形成VC增强颗粒的影响。实验验证了制备复合材料的最佳工艺。 展开更多
关键词 VCP 复合材料 制备工艺 正交实验
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复合材料层板固化全过程残余应变/应力的数值模拟 被引量:14
14
作者 胡照会 王荣国 +1 位作者 赫晓东 杜善义 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第2期55-59,共5页
采用商业软件对带有铝板的复合材料层板固化全过程残余应变/应力进行数值模拟计算。在固化过程的模拟中,应用有限元法计算复合材料层板热-化学模型,有限差分法计算固化动力学模型,通过设置较小的时间步实现求解两个模型强耦合的关系。... 采用商业软件对带有铝板的复合材料层板固化全过程残余应变/应力进行数值模拟计算。在固化过程的模拟中,应用有限元法计算复合材料层板热-化学模型,有限差分法计算固化动力学模型,通过设置较小的时间步实现求解两个模型强耦合的关系。在残余应力数值模拟中,化学收缩引起的应变在每一计算步以初始应变施加在复合材料结构上。基于以上技术,对带有铝合金的复合材料层板固化全过程残余应变/应力演化进行数值模拟,并分析纤维方向和垂直纤维方向复合材料的残余应变/应力演化历程。通过与试验中层板曲率的比较,验证文中模型计算的准确性。 展开更多
关键词 残余应变/应力 耦合 初始应变 约束
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防热复合材料高温体积烧蚀模型 被引量:9
15
作者 易法军 孟松鹤 +1 位作者 梁军 杜善义 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期725-728,共4页
分析了防热复合材料在高温烧蚀过程中所发生的物理 -化学变化 ;根据能量和质量守恒定律 ,建立了防热复合材料的体积烧蚀模型 ,并对某碳 /酚醛复合材料的烧蚀过程进行了数值模拟 .结果表明 ,材料的烧蚀不仅与温度而且与升温速率相关 ;升... 分析了防热复合材料在高温烧蚀过程中所发生的物理 -化学变化 ;根据能量和质量守恒定律 ,建立了防热复合材料的体积烧蚀模型 ,并对某碳 /酚醛复合材料的烧蚀过程进行了数值模拟 .结果表明 ,材料的烧蚀不仅与温度而且与升温速率相关 ;升温速率越大 ,达到相同烧蚀温度时的烧蚀量越小 .烧蚀过程中温度的渗透速度减慢 ,温度梯度减小 .材料内部孔隙中气体的压力影响区域较温度的影响区域小 ,最大压力点随时间增加逐渐内移 ,最大压力相应增大 . 展开更多
关键词 防热复合材料 烧蚀 高温 模型 飞行器 防热设计
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先进复合材料制造工艺成本估算模型研究现状 被引量:7
16
作者 王殿富 刘玲 +3 位作者 张博明 武湛君 张宝艳 邢丽英 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2004年第2期50-55,62,共7页
降低制造成本是复合材料推广使用的必经之路,建立成本估算模型是定量评价复合材料工艺成本的基础和降低复合材料工艺成本的重要技术手段。复合材料制造设计的核心就是针对特定产品选择最佳的材料和制造工艺,实现产品性能与成本的最佳平... 降低制造成本是复合材料推广使用的必经之路,建立成本估算模型是定量评价复合材料工艺成本的基础和降低复合材料工艺成本的重要技术手段。复合材料制造设计的核心就是针对特定产品选择最佳的材料和制造工艺,实现产品性能与成本的最佳平衡。而成本估算模型可以在工艺过程与成本之间建立定量关系,这是制造设计的关键组成部分。本文对国外先进复合材料制造成本估算模型研究的现状进行了总结和评述,给出了主要成本估算模型的类型、建模方法以及各自的特点及适用范围,提出了基于成本估算模型的工艺 性能 成本集成分析的未来研究方向。 展开更多
关键词 制造成本 成本估算模型 设计 工时成本 复合材料 幂定律模型
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碳/环氧复合材料孔隙问题研究进展 被引量:13
17
作者 刘玲 张博明 王殿富 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期6-10,共5页
对碳/环氧复合材料热压罐成型工艺中孔隙形成机理、孔隙率对复合材料力学性能的影响以及 孔隙率检测方法的研究进行了总结和评述,并提出孔隙率的工艺控制方法及未来研究方向。
关键词 环氧复合材料 中孔 孔隙率 成型工艺 工艺控制 性能 研究 复合材料力学 热压罐 形成机理
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新型轻质热防护复合材料的研究进展 被引量:26
18
作者 韩杰才 洪长青 +2 位作者 张幸红 程海明 薛华飞 《载人航天》 CSCD 2015年第4期315-321,共7页
针对未来深空探测飞行器对轻质复合材料的需求,总结了国内外航天防热复合材料的最新研究进展,提出了飞行器轻质热防护复合材料和充气式再入减速器热防护复合材料的设计、制备、考核和评价方法。重点介绍了两类新型轻质热防护复合材料设... 针对未来深空探测飞行器对轻质复合材料的需求,总结了国内外航天防热复合材料的最新研究进展,提出了飞行器轻质热防护复合材料和充气式再入减速器热防护复合材料的设计、制备、考核和评价方法。重点介绍了两类新型轻质热防护复合材料设计、纳/微米结构调控和极端环境考核的阶段性研究成果,揭示了服役环境-结构设计-材料制备-性能评价-系统集成的相关性,为我国载人航天复合材料与结构的快速发展提供技术支撑。 展开更多
关键词 轻质热防护 复合材料 微结构 极端环境
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CF/PPEK、CF/PPES复合材料高温力学性能研究 被引量:7
19
作者 刘文博 王荣国 +3 位作者 张洪涛 贾近 矫维成 谢怀勤 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 2004年第2期183-185,189,共4页
采用预浸热压成型工艺制备碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)和碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜(CF/PPES)单向复合材料试样,通过对试样在常温和高温条件下的力学性能测试与分析,研究了高性能热塑性复合材料在高温条件下力学性能及其强度和模... 采用预浸热压成型工艺制备碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)和碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜(CF/PPES)单向复合材料试样,通过对试样在常温和高温条件下的力学性能测试与分析,研究了高性能热塑性复合材料在高温条件下力学性能及其强度和模量保留率的变化规律.实验表明,在250℃下其拉伸和弯曲强度及模量的保留率均在60%以上,仍具有极高的承载能力.利用Tr—n预测模型对这两种复合材料高温力学性能进行的预测结果与试验值基本吻合,从而验证了这个模型的可行性. 展开更多
关键词 CF/PPEK CF/PPES 高温力学性能 预测模型 保留率 热塑复合材料 碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮 碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜
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三维多向编织复合材料有效弹性模量的细观计算力学分析 被引量:18
20
作者 庞宝君 曾涛 杜善义 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期231-234,共4页
编织复合材料性能预报与材料优化设计研究是编织复合材料研制开发的重要环节。本文在已建立的三维多向编织复合材料单胞几何模型的基础上 ,研究建立了含多相介质单元的有限元分析方法。结合实例预报了碳 /环氧四向编织复合材料的有效性... 编织复合材料性能预报与材料优化设计研究是编织复合材料研制开发的重要环节。本文在已建立的三维多向编织复合材料单胞几何模型的基础上 ,研究建立了含多相介质单元的有限元分析方法。结合实例预报了碳 /环氧四向编织复合材料的有效性能并和实验结果进行了对比。 展开更多
关键词 编织复合材料 细观计算力学 力学性能 有效弹性模量
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