玻璃钢/复合材料
玻璃鋼/複閤材料
파리강/복합재료
FIBER REINFORCED PLASTICS/COMPOSITES
2014年
6期
4-11
,共8页
乔文静%肖毅%福田博%八田博志%薛元德
喬文靜%肖毅%福田博%八田博誌%薛元德
교문정%초의%복전박%팔전박지%설원덕
多功能结构%结构完整性%分层损伤%有限元分析%断裂力学
多功能結構%結構完整性%分層損傷%有限元分析%斷裂力學
다공능결구%결구완정성%분층손상%유한원분석%단렬역학
multifunctional structures%structural integrity%delamination%finite element analysis%fracture mechanics
功能器件集成于结构材料内是实现多功能结构一体化设计的一个重要途径.然而集成后往往导致结构系统中产生几何不连续界面,成为失效的起点,是降低原有结构性能和破坏结构完整性的主要原因.本文通过试验观察及数值分析探讨了内埋元件对其复合材料结构完整性影响的一些关键因素.拉伸试验中采用声发射技术并结合不同载荷阶段下的内部损伤观察,确立了损伤演化与拉伸性能退化的关系.结果表明,埋置件与复合材料间的分层损伤是导致结构拉伸性能退化的主要机制,分层扩展阻力取决于与埋置件相邻层的纤维取向角度.数值分析中利用有限元软件ABAQUS建立了二维平面应变有限元模型,分析了埋置件附近的应力分布,并基于断裂力学理论分析了分层损伤扩展行为.数值结果表明,引入不同临界能量释放率值,可以很好地模拟“裸界面”与“摩擦界面”对裂纹扩展速率的不同效应.
功能器件集成于結構材料內是實現多功能結構一體化設計的一箇重要途徑.然而集成後往往導緻結構繫統中產生幾何不連續界麵,成為失效的起點,是降低原有結構性能和破壞結構完整性的主要原因.本文通過試驗觀察及數值分析探討瞭內埋元件對其複閤材料結構完整性影響的一些關鍵因素.拉伸試驗中採用聲髮射技術併結閤不同載荷階段下的內部損傷觀察,確立瞭損傷縯化與拉伸性能退化的關繫.結果錶明,埋置件與複閤材料間的分層損傷是導緻結構拉伸性能退化的主要機製,分層擴展阻力取決于與埋置件相鄰層的纖維取嚮角度.數值分析中利用有限元軟件ABAQUS建立瞭二維平麵應變有限元模型,分析瞭埋置件附近的應力分佈,併基于斷裂力學理論分析瞭分層損傷擴展行為.數值結果錶明,引入不同臨界能量釋放率值,可以很好地模擬“裸界麵”與“摩抆界麵”對裂紋擴展速率的不同效應.
공능기건집성우결구재료내시실현다공능결구일체화설계적일개중요도경.연이집성후왕왕도치결구계통중산생궤하불련속계면,성위실효적기점,시강저원유결구성능화파배결구완정성적주요원인.본문통과시험관찰급수치분석탐토료내매원건대기복합재료결구완정성영향적일사관건인소.랍신시험중채용성발사기술병결합불동재하계단하적내부손상관찰,학립료손상연화여랍신성능퇴화적관계.결과표명,매치건여복합재료간적분층손상시도치결구랍신성능퇴화적주요궤제,분층확전조력취결우여매치건상린층적섬유취향각도.수치분석중이용유한원연건ABAQUS건립료이유평면응변유한원모형,분석료매치건부근적응력분포,병기우단렬역학이론분석료분층손상확전행위.수치결과표명,인입불동림계능량석방솔치,가이흔호지모의“라계면”여“마찰계면”대렬문확전속솔적불동효응.
