復(fù)合材料面板夾雜粘彈性阻尼材料結(jié)構(gòu)的彎曲實(shí)驗(yàn)分析

粘彈性阻尼材料支座在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)減震控制中性能研究——空間網(wǎng)殼結(jié)掏在強(qiáng)震作用下支座容易受損,而支座破環(huán)后會(huì)引起網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體坍塌,其后果是嚴(yán)重的。目前在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中橡膠支座得到了廣泛的應(yīng)用,粘彈性阻尼材料的力學(xué)性能與橡膠支座采用的膠料相近,而粘彈性阻尼...

利用彈性力學(xué)的剛度等效原理,將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的復(fù)合材料路面板簡(jiǎn)化為材料均勻的正交異性板,建立彈性等效模型,為此類問題的具體分析提供一種簡(jiǎn)明規(guī)范的方法。利用彈性力學(xué)理論,首先計(jì)算出中間方形管粘結(jié)板的各向剛度,將其等效為相同尺寸的正交異性板,由剛度相等,推導(dǎo)出了等效板的楊氏模量、切變模量和泊松比等結(jié)構(gòu)屬性的計(jì)算公式;在此基礎(chǔ)上,將整個(gè)路面板等效為正交異性板,建立了等效板的材料屬性公式化計(jì)算模型;最后,選用一塊具體的路面板,利用有限元分析軟件ansys,建立路面板和等效板的有限元模型。結(jié)果表明:從均布荷載作用下兩模型的變形比較圖可以看出,路面板模型的最大變形為-14.73mm,等效板模型最大變形為-13.97mm,兩者相差5.2%。由于等效板模型對(duì)變形作了一定假定,引起板剛度增大,所以計(jì)算出的位移減小,其誤差是可以接受的,由此證明了彈性等效模型是正確的。

木質(zhì)復(fù)合材料是木質(zhì)材料科學(xué)發(fā)展的重點(diǎn)。粘彈性理論在對(duì)木質(zhì)復(fù)合材料力學(xué)性能的研究中起著特殊重要的作用。本文僅討論木質(zhì)復(fù)合材料的線性粘彈性理論,建立數(shù)學(xué)分析模型

板的彎曲彈性分析——彈性薄板的基本方程　　矩形薄板的彈性分析　　圓形薄板的彈性分析　　板的幾何特征：兩個(gè)平行平面和垂直于兩平行平面的柱面所圍成的物體稱為平板。　　

設(shè)計(jì)并采用熱壓罐方法生產(chǎn)了由復(fù)合材料面板和鋁泡沫芯子組成的復(fù)合材料夾芯梁,對(duì)其在簡(jiǎn)支邊界條件和三點(diǎn)彎曲受載下的失效模式及彎曲剛度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn):與其他3種常見的金屬泡沫芯子金屬面板夾芯結(jié)構(gòu)相比,自行設(shè)計(jì)的面板為層合板的金屬泡沫復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)具有較高的彎曲比剛度、明顯的重量?jī)?yōu)勢(shì)及可設(shè)計(jì)性。

應(yīng)用abaqus軟件建立復(fù)合材料加筋板結(jié)構(gòu)有限元模型,在軸向壓縮載荷下,進(jìn)行線性特征值屈曲分析。針對(duì)筋條參數(shù)、壁板參數(shù)及邊界條件等影響因素,計(jì)算模型的臨界屈曲載荷,對(duì)加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行屈曲承載能力分析。結(jié)果表明:加筋條高度和條數(shù)、壁板鋪層順序和厚度及結(jié)構(gòu)邊界條件對(duì)屈曲載荷影響顯著。

運(yùn)用復(fù)合法則計(jì)算蜂窩板復(fù)合材料的等價(jià)彈性模量,并把此值與有限元法的分析數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,指出在運(yùn)用復(fù)合法則計(jì)算等價(jià)彈性模量時(shí),由于未考慮到蜂窩芯板與面板間的位移連續(xù)性條件,其誤差將很大;提出了滿足蜂窩芯板與面板間的位移連續(xù)性條件下的等價(jià)彈性模量理論分析的新的計(jì)算方法,并且通過與有限元法的數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行比較,確認(rèn)其有效性.

通過模擬顆粒隨機(jī)分布的復(fù)合材料,應(yīng)用均勻化方法預(yù)測(cè)出材料的宏觀等效彈性性能,研究其統(tǒng)計(jì)特性,探討顆粒大小、分布和幾何形狀的變化對(duì)材料等效彈性性能的影響。結(jié)果表明:所取代表體元尺寸與顆粒尺寸之比大于某臨界值時(shí),材料的宏觀等效楊氏模量趨于某恒定值;顆粒位置的隨機(jī)性使材料等效楊氏模量的概率分布近似為正態(tài)分布;橢圓形截面的增強(qiáng)相有助于提高材料的等效楊氏模量。

本文開展了以聚氨酯彈性體為夾芯,面板為鋼板的夾層板的三點(diǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn),研究了粘彈性?shī)A芯對(duì)夾層板疲勞性能的影響。首先開展了鋼板材料(65mn)的純彎曲疲勞實(shí)驗(yàn),獲得鋼板材料的彎曲s-n曲線,然后對(duì)聚氨酯彈性體夾層鋼板開展了疲勞實(shí)驗(yàn),研究了加載頻率對(duì)夾層板載荷響應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,夾層鋼板在疲勞實(shí)驗(yàn)的過程中體現(xiàn)出明顯的粘彈性特征,夾芯板結(jié)構(gòu)的荷載響應(yīng)與加載頻率密切相關(guān)。同時(shí),在面層鋼板不發(fā)生屈服的情況下,在較大加載次數(shù)內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞,說明聚氨酯彈性體存在具有良好的阻止裂紋擴(kuò)展的功能,對(duì)面板的約束作用極大地提高了面板的疲勞極限。

本文介紹了有限元軟件abaqus的有限元建模和仿真分析的過程,并且應(yīng)用abaqus對(duì)層合板/夾層板的熱膨脹和熱彎曲問題進(jìn)行分析,建模過程中分別采用實(shí)體單元和殼單元兩種不同單元建模,分別對(duì)兩種單元建立模型的熱膨脹和熱彎曲問題仿真分析。通過與精確解的比較可以得出：實(shí)體單元可以更好的應(yīng)用于復(fù)合材料層合/夾層結(jié)構(gòu)的熱膨脹和熱彎曲問題。具有一定的工程指導(dǎo)意義。

智能輪胎用含磁性填料的彈性復(fù)合材料

對(duì)玻璃鋼/橡膠夾層梁結(jié)構(gòu)在橫向載荷作用下的力學(xué)特性進(jìn)行分析,利用彎曲變形時(shí)夾層梁各層內(nèi)和層間力的平衡方程和變形協(xié)調(diào)方程,得到以層間剪力為變量的二階微分方程式,并利用邊界條件進(jìn)行求解,從而提出了更為準(zhǔn)確的夾層梁彎曲應(yīng)力和撓度的解析表達(dá)式。通過與夾層懸臂梁的彎曲實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果比較,彎曲應(yīng)力和撓度的相對(duì)計(jì)算誤差小于10%。

文中介紹了用聚硫橡膠氯仿溶液對(duì)白炭黑б-с120進(jìn)行處理,使其表面由親水性變?yōu)槭杷缘倪^程。在白炭黑表面還含有能參與彈性體材料結(jié)構(gòu)形成的官能團(tuán)。使用含有這種填充劑的膠料可以制造綜合行駛性能較高的無公害輪胎。將由冶金工業(yè)中的廢棄物制得的磁性石墨(金屬炭素填料)添加在丁腈橡膠скн-40мс膠料中,并使用液體橡膠скд-ktp和dbp并用的增塑劑,可以制得能夠屏蔽電磁輻射的橡膠材料。

應(yīng)用細(xì)觀力學(xué)理論研究顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料界面損傷問題，分析顆粒界面局部開裂與均勻開裂同時(shí)存在時(shí)材料彈性性能的改變，討論損傷顆粒形狀對(duì)材料有效彈性模量的影響。所有分析結(jié)果均以顯式給出，以便于研究者參考及工程應(yīng)用。

雖然單一的裝甲鋼或芳綸板具有良好的防高速?gòu)椡柝灤┬阅?但采用復(fù)合結(jié)構(gòu)可以大大提高單一防彈板的防彈效率,減輕防護(hù)板面密度。通過彈道實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法研究了裝甲鋼復(fù)合芳綸泡沫夾層結(jié)構(gòu)抗56式7.62mm普通鋼芯彈貫穿特性;探討了不同復(fù)合形式的裝甲鋼復(fù)合芳綸泡沫夾層結(jié)構(gòu)抵抗彈丸的防護(hù)效能和影響防彈板吸收子彈動(dòng)能的因素;提出了該種裝甲鋼復(fù)合芳綸泡沫夾層結(jié)構(gòu)最佳防彈速度區(qū)間的概念和相應(yīng)的v50估算公式,由此可以設(shè)計(jì)出防彈效費(fèi)比最佳的防彈板。

將增強(qiáng)顆粒與基體均視為彈性體，采用彈性接觸模型與邊界元素法，對(duì)界面分離顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的彈性常數(shù)進(jìn)行了研究。通過數(shù)值分析，揭示了界面分離顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的彈性常數(shù)的基本特征。文中所述完整界面與完全分離界面模型，分別提供了具有非完整界面顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的彈性模量之上、下界限。

密肋復(fù)合墻體是建筑結(jié)構(gòu)新體系密肋壁板結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件.提出用復(fù)合材料理論對(duì)密肋復(fù)合墻體的彈性階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析.以mori-tanaka的方法為基礎(chǔ),建立了適用于密肋復(fù)合墻體的等效彈性板模型,并利用彈性力學(xué)對(duì)各向異性等效彈性板的抗側(cè)剛度進(jìn)行了推導(dǎo).該方法考慮了肋梁、肋柱以及砌塊的泊松比對(duì)彈性常數(shù)的影響及板的各向異性對(duì)整體彈性抗側(cè)剛度的影響.結(jié)合試驗(yàn)資料對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明所建立的復(fù)合材料等效彈性板模型及其抗側(cè)剛度推導(dǎo)是可行的.

樣條函數(shù)康特諾維奇法在復(fù)合材料板和圓柱曲板彎曲...

通過對(duì)面板零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,研究了該零件沖壓工藝方案,提出了采用剪切、彎曲復(fù)合模,并介紹了模具結(jié)構(gòu)及工作過程,指出了模具主要工作部分零件的設(shè)計(jì)要求,從而保證了該零件的順利成形。

大摻量添加填料可以大幅度地降低生產(chǎn)成本,但同時(shí)也會(huì)對(duì)材料性能產(chǎn)生一定影響.試驗(yàn)研究了木粉、碳酸鈣、粉煤灰的摻量對(duì)木塑復(fù)合材料彎曲性能的影響.結(jié)果表明:隨著木粉摻量的增加,木塑材料的彎曲強(qiáng)度先增加后降低,當(dāng)木粉摻量達(dá)到60%時(shí),彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值.隨著碳酸鈣摻量的增加,木塑材料的彎曲強(qiáng)度先增加后降低,當(dāng)其摻量達(dá)到30%時(shí),彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值,摻加粉煤灰也呈現(xiàn)相同規(guī)律.

基于marguerre曲板理論、vonkarman大變形理論和氣動(dòng)力活塞理論建立超音速氣流中三維復(fù)合材料曲壁板的有限元模型。分析了不同邊界條件下復(fù)合材料曲壁板的曲率對(duì)曲壁板顫振邊界特性的影響規(guī)律。結(jié)果顯示:1)當(dāng)曲率較小時(shí),顫振是由曲壁板前兩階模態(tài)耦合產(chǎn)生,顫振臨界動(dòng)壓隨著曲率的增大而減小;2)當(dāng)曲率較大時(shí),顫振危險(xiǎn)模態(tài)會(huì)隨曲率增大而發(fā)生變化,顫振臨界動(dòng)壓也會(huì)表現(xiàn)出復(fù)雜的變化規(guī)律;3)曲率較小時(shí),四邊固支曲壁板的顫振臨界動(dòng)壓高于四邊簡(jiǎn)支曲壁板;4)當(dāng)曲率較大時(shí),四邊簡(jiǎn)支曲壁板的顫振臨界動(dòng)壓可能大于四邊固支曲壁板。

顆粒增強(qiáng)方法是實(shí)現(xiàn)材料高性能化的重要手段。預(yù)測(cè)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)系是實(shí)現(xiàn)材料增強(qiáng)增韌的基礎(chǔ)。為更好地分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化復(fù)合材料,需要引入多尺度計(jì)算模型來考察細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)宏觀力學(xué)性能的影響?；诰鶆蚧碚?采用voronoi有限元法對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行細(xì)觀數(shù)值模擬,從而預(yù)測(cè)材料的宏觀等效彈性常數(shù),并直接得到材料的細(xì)觀應(yīng)力場(chǎng)。在細(xì)觀尺度,首先假設(shè)滿足平衡條件的應(yīng)力場(chǎng),采用voronoi應(yīng)力單元建立余能泛函并得到細(xì)觀控制方程,最終形成可直接求解的線性代數(shù)方程組,從而求得應(yīng)力系數(shù)并得到細(xì)觀應(yīng)力場(chǎng)。在宏觀尺度,利用商業(yè)有限元軟件ansys來進(jìn)行宏觀結(jié)構(gòu)分析。通過均勻化方法求得彈性模量的宏觀平均值,將其輸入ansys系統(tǒng)即可進(jìn)行計(jì)算,由此把宏細(xì)觀兩個(gè)尺度耦合起來,可以對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行有效的力學(xué)分析。