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题名计及层内和层间的L形层合板失效的数值研究
被引量：1
- 1
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作者
王宇轩
曹东风
胡海晓
李书欣
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机构
武汉理工大学理学院
先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室)
武汉理工大学材料复合材料新技术国家重点实验室
武汉理工大学先进材料制作装备与技术研究院
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出处
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2024年第3期43-53,共11页
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基金
国家自然科学基金(52273080)。
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文摘
民用复合材料飞机中,L形层合板是最常见也是最关键的元件,研究其失效机制对飞机结构安全至关重要。层内基体裂纹扩展和层间分层失效是L形复合材料层合板最关键的两种失效机制,这两种失效机制可能同时发生并且存在耦合作用。本文提出两套数值分析模型,用于描述L形复合材料层合板的失效过程。模型Ⅰ在L形板的弧形区域层间布置零厚度内聚力单元用于模拟分层,同时在90°层内铺设径向零厚度内聚力单元用于模拟基体裂纹。模型Ⅱ采用XFEM方法模拟基体裂纹的萌生和扩展,采用内聚力行为方法模拟分层。通过与试验进行对比,验证了本文方法的可行性。同时,对两套模型在失效模式和关键载荷预测等方面的能力和优缺点进行评价。结果表明,两套模型都能描述基体裂纹和分层的扩展及二者的耦合作用。模拟分析所得到的失效模式与试验结果一致,同时预测的初始失效载荷和最大失效载荷也与试验结果吻合良好。
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关键词
L形层合板
层内裂纹
分层
扩展有限元
内聚力单元
复合材料
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Keywords
L-shaped laminate
intra-laminar cracking
delamination
XFEM
cohesive elements
composite
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名垫衬补偿对含翘曲间隙L型层合板力学性能的影响研究
被引量：1
- 2
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作者
李帅康
胡海晓
曹东风
冀运东
李书欣
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机构
武汉理工大学新材料力学理论与应用湖北省重点实验室
先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室)
武汉理工大学先进材料制作装备与技术研究院
武汉理工大学材料复合材料新技术国家重点实验室
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1068-1077,共10页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No.2020III066GX)
中国博士后科学基金资助项目(No.2018M632933)。
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文摘
复合材料结构整体化制造中极易产生由固化变形引起的局部翘曲,该翘曲会显著削弱螺栓装配下复合材料结构的承载能力。通过试验和数值分析开展了垫衬补偿对含翘曲间隙L型层合板极限载荷恢复效率以及失效行为的影响研究。通过微观CT表征了含翘曲间隙L型层合板在螺栓装配后的损伤分布特征,并测试了其极限承载能力;对比分析了垫衬补偿对螺栓装配后含翘曲间隙L型层合板损伤和极限承载能力的影响;并借助数值分析手段定量地研究垫衬补偿对含翘曲间隙L型层合板承载能力恢复的影响机制。结果表明:紧固强制消除翘曲间隙会在螺栓装配区域和拐角处出现一定程度的分层损伤,其中拐角区域的分层损伤可能是促使加载过程分层快速扩展,并导致极限承载能力大幅下降的主要原因;垫衬补偿技术极大的减小了装配损伤的出现,尤其是避免了拐角区域分层损伤的快速扩展,有效提高含翘曲间隙复合材料结构的极限承载能力。
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关键词
层合板
装配
间隙
分层
数值分析
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Keywords
laminates
assembly
gap
delamination
numerical analysis
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分类号
TB330.1
[一般工业技术—材料科学与工程]
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