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缠绕低损伤工艺对T800碳纤维及复合材料性能的影响
1
作者 洪星星 王娜 +3 位作者 刘宁 吴桢 廖英强 常雪梅 《合成材料老化与应用》 2025年第1期1-5,共5页
大尺寸固体火箭发动机复合材料壳体通常采用碳纤维/环氧树脂缠绕技术。缠绕过程中与纱辊摩擦作用显著损伤纤维,导致碳纤维复合材料壳体纤维强度发挥率不高,且碳纤维起毛、断丝等现象的损伤机理不明。因此,采用纤维缠绕设备,研究了缠绕... 大尺寸固体火箭发动机复合材料壳体通常采用碳纤维/环氧树脂缠绕技术。缠绕过程中与纱辊摩擦作用显著损伤纤维,导致碳纤维复合材料壳体纤维强度发挥率不高,且碳纤维起毛、断丝等现象的损伤机理不明。因此,采用纤维缠绕设备,研究了缠绕张力、缠绕速率关键工艺参数对碳纤维束摩擦损伤及其复合材料性能的影响。通过对比磨损前后碳纤维束的拉伸断裂强力、NOL环复合材料的拉伸强度、毛丝量和表面浆膜形态评价了其磨损程度,并建立与力学性能之间的关系。随着缠绕张力的增大,碳纤维束的磨损程度逐渐加剧,而NOL环力学性能则呈现先增加后减小的趋势;当缠绕速率逐渐增大时,碳纤维磨损程度也增大,而断裂强力则是先缓慢降低,当大于某阈值时,则快速下降,与NOL环拉伸强度趋势基本一致。所得纤维缠绕工艺关键参数及结论,可为大尺寸T800碳纤维复材壳体纤维强度发挥率的提升提供借鉴。 展开更多
关键词 碳纤维 磨损 张力 速率 复合材料
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枢椎支点螺钉在寰枢椎钉棒固定中复位能力的生物力学测试
2
作者 陈树金 马向阳 +4 位作者 邹小宝 廖英强 漆海如 刘宝 曾宪明 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第15期3116-3120,共5页
背景:目前,寰枢椎脱位的手术治疗主要采取后路寰枢椎钉棒内固定系统进行提拉复位,术中常通过增大连接棒的弯曲度进而增加寰椎和枢椎间的落差来提升复位效果,但增加了手术难度及风险。枢椎支点螺钉直接增加了寰椎和枢椎间的复位落差,但... 背景:目前,寰枢椎脱位的手术治疗主要采取后路寰枢椎钉棒内固定系统进行提拉复位,术中常通过增大连接棒的弯曲度进而增加寰椎和枢椎间的落差来提升复位效果,但增加了手术难度及风险。枢椎支点螺钉直接增加了寰椎和枢椎间的复位落差,但其增加复位能力的程度尚不清楚。目的:测试枢椎支点螺钉的复位能力,并与普通螺钉进行对比。方法:选取6具新鲜人体颅颈标本,切除双侧侧块关节囊、寰齿关节囊及横韧带制成寰枢椎失稳模型,每具标本枢椎双侧均依次进行3种内固定:植入单轴枢椎支点螺钉(A组)、多轴枢椎支点螺钉(B组)及普通螺钉(C组),将柔性超薄式薄膜压力传感器置于寰齿前间隙,置入2根相同曲度连接棒,模拟提拉复位,获取寰齿前间隙压力,3组间进行对比分析。结果与结论:①A-C组标本寰齿前间隙压力分别为(97.59±8.58),(60.43±5.09),(22.74±0.81)N,3组间寰齿前间隙压力比较差异有显著性意义(F=251.603,P=0.000),3组间两两比较差异有显著性意义(P=0.000);②结果显示相较于普通颈椎后路螺钉,枢椎支点螺钉应用于后路寰枢椎钉棒内固定系统可提升复位能力,且单轴枢椎支点螺钉相较于多轴枢椎支点螺钉提升后路寰枢椎钉棒内固定系统的复位能力更佳。 展开更多
关键词 枢椎支点螺钉 寰枢椎钉棒内固定系统 寰枢椎脱位 复位能力 生物力学
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高模量碳纤维复合材料深海耐压壳体结构设计及试验
3
作者 姚嘉 刘勇琼 +4 位作者 王鹏 廖英强 孟玲宇 吴姜炎 景宽 《高科技纤维与应用》 CAS 2024年第4期38-46,共9页
基于理论公式开展了千米级深海耐压复合材料等截面圆筒计算,在等截面圆筒设计壁厚的基础上,结合有限元仿真开展了轻量化环肋加筋耐压壳体结构优化设计以及千米级深海复合材料耐压壳体的结构稳定性和强度分析,最后通过静水压试验对所设... 基于理论公式开展了千米级深海耐压复合材料等截面圆筒计算,在等截面圆筒设计壁厚的基础上,结合有限元仿真开展了轻量化环肋加筋耐压壳体结构优化设计以及千米级深海复合材料耐压壳体的结构稳定性和强度分析,最后通过静水压试验对所设计复合材料耐压壳体进行了考核验证。研究发现,对于环肋加筋复合材料耐压壳体,其失效模式为环向失稳破坏;增加环筋数和增厚蒙皮可以增加耐压壳体的承压能力,相比于增加蒙皮厚度,增加环肋数量对压强质量比的提升更为明显;复合材料铺层的纵向弹性模量对于耐压壳体的承压能力影响显著;由于复合材料生产过程中难以避免的初始缺陷,环肋加筋复合材料耐压壳体的爆破压强应在有限元解基础上进行修正,根据本文试验结果,修正系数建议取值范围为0.5~0.7。 展开更多
关键词 加筋圆柱壳 耐压壳体 屈曲稳定性 有限元分析
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纤维缠绕复合材料圆柱网格结构的稳定性分析及优化设计 被引量：3
4
作者 廖英强 刘勇琼 +2 位作者 刘建超 王刚峰 高克洲 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1693-1697,共5页
为获得高承载效率的网格结构,利用有限元法对纤维缠绕复合材料圆柱网格结构的稳定性进行了分析。结合ANSYS的二次开发语言APDL编写了圆柱网格结构优化设计程序,并运用该优化设计程序研究了网格结构载荷质量比随缠绕角度、截面高宽比、... 为获得高承载效率的网格结构,利用有限元法对纤维缠绕复合材料圆柱网格结构的稳定性进行了分析。结合ANSYS的二次开发语言APDL编写了圆柱网格结构优化设计程序,并运用该优化设计程序研究了网格结构载荷质量比随缠绕角度、截面高宽比、环筋条数以及纵筋对数的变化规律。对于D=480mm,H=210mm,筋横截面积A=28mm2的复合材料网格结构;从理论上得出较优的设计参数:高宽比7:4,缠绕角度30度,环筋条数3条,纵筋对数51对。最后,参照优化设计结果制造了相应尺寸的网格结构并在INSTRON1346材料疲劳强度试验机上进行了轴压实验,实验结果表明:利用有限元方法可以有效预测复合材料网格结构极限轴压并进行优化设计。 展开更多
关键词 APDL 优化设计 稳定性 网格结构
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ANSYS在复合材料仿真分析中的应用 被引量：16
5
作者 廖英强 苏建河 柯善良 《纤维复合材料》 CAS 2006年第1期63-66,共4页
ANSYS在复合材料仿真分析中的应用经过近十年的研究探索已成必然,本文阐述了近些年来国内外的科研工作者研究开发的一系列成果,对国内外应用情况进行了对比,并预测其发展方向。
关键词 复合材料 ANSYS 有限元 应用
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复合材料爆炸容器的工程设计方法 被引量：6
6
作者 廖英强 韩建平 苏建河 《火工品》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期1-3,8,共4页
提出了复合材料爆炸容器的设计方法,采用理论计算确定复合材料壳体壁厚,运用LS-DYNA仿真分析确定金属连接件的结构形状及尺寸。采用该方法设计了1kgTNT当量复合材料爆炸容器,试验结果表明该爆炸容器安全、有效,且有一定的安全裕度。
关键词 复合材料 爆炸容器 LS-DYNA TNT
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轴棒法C/C复合材料界面刚度性能的研究 被引量：3
7
作者 廖英强 刘勇琼 嵇阿琳 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第20期143-145,共3页
以渐进损伤方法和双线性内聚力模型为理论基础,结合ABAQUS用户子程序USDFLD对轴棒法C/C复合材料的界面刚度进行了研究。结果表明,轴棒法C/C复合材料的界面切向刚度介于1.0×105～0.5×104 N/mm3;当界面刚度取值过高时,计算得到... 以渐进损伤方法和双线性内聚力模型为理论基础,结合ABAQUS用户子程序USDFLD对轴棒法C/C复合材料的界面刚度进行了研究。结果表明,轴棒法C/C复合材料的界面切向刚度介于1.0×105～0.5×104 N/mm3;当界面刚度取值过高时,计算得到的极限破坏载荷过低;当界面刚度取值过低时,计算得到的弹性模量偏低。 展开更多
关键词 C/C复合材料 渐进损伤理论 双线性内聚力模型 界面刚度
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C/E复合材料网格结构的稳定性分析 被引量：6
8
作者 廖英强 刘建超 苏建河 《纤维复合材料》 CAS 2006年第4期28-30,共3页
建立了网格结构的轴压有限元模型;利用ANSYS的APDL语言编写了网格结构稳定性分析的优化分析程序,并利用该程序分析了网格形状、筋截面形状对网格结构稳定性的影响;结果表明:网格形状为正三角形时,网格结构的稳定性最好;对于正三角形圆... 建立了网格结构的轴压有限元模型;利用ANSYS的APDL语言编写了网格结构稳定性分析的优化分析程序,并利用该程序分析了网格形状、筋截面形状对网格结构稳定性的影响;结果表明:网格形状为正三角形时,网格结构的稳定性最好;对于正三角形圆柱网格结构,在筋截面面积一定的条件下,筋截面高宽比为3:2时网格结构的稳定性最好。 展开更多
关键词 网格结构 稳定性 优化设计 ANSYS
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轴棒法炭/炭复合材料力学性能预测研究 被引量：4
9
作者 廖英强 刘勇琼 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期878-882,共5页
为形成一套完善的轴棒法炭/炭复合材料基本力学性能预测方法,首先完成了轴棒法炭/炭复合材料代表性体积单元的建立,然后以周期性边界条件为理论基础,编写了周期性边界条件子程序,最后结合均匀化理论和双线性内聚力模型对轴棒法炭/炭复... 为形成一套完善的轴棒法炭/炭复合材料基本力学性能预测方法,首先完成了轴棒法炭/炭复合材料代表性体积单元的建立,然后以周期性边界条件为理论基础,编写了周期性边界条件子程序,最后结合均匀化理论和双线性内聚力模型对轴棒法炭/炭复合材料力学性能进行了预测研究。研究结果表明,以均匀化理论、双线性内聚力模型和周期性边界条件为基础,采用代表性体积单元可以快速有效地实现轴棒法炭/炭复合材料力学性能预测。 展开更多
关键词 炭 炭复合材料 均匀化理论 双线性内聚力模型 周期性边界条件 代表性体积单元
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纤维缠绕压力容器的可靠性分析 被引量：5
10
作者 廖英强 刘勇琼 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期7-9,14,共4页
文摘运用一次二阶距(FOSM)法,对纤维缠绕复合材料压力容器进行了可靠性分析,并与传统网格理论设计法进行了对比,讨论了纤维拉伸强度、爆破压力、压力容器半径、纤维缠绕层总厚度及缠绕角的变异系数对纤维强度发挥系数和压力容器壁厚的... 文摘运用一次二阶距(FOSM)法,对纤维缠绕复合材料压力容器进行了可靠性分析,并与传统网格理论设计法进行了对比,讨论了纤维拉伸强度、爆破压力、压力容器半径、纤维缠绕层总厚度及缠绕角的变异系数对纤维强度发挥系数和压力容器壁厚的影响。结果表明:随着各设计参数变异系数的均匀增大,纤维强度发挥系数迅速减小,压力容器壁厚迅速增大;缠绕角度和纤维拉伸强度的变异系数对它们的影响最为显著。 展开更多
关键词 复合材料 压力容器变异系数 一次二阶距法 强度发挥系数
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界面性能对轴棒法耐烧蚀C/C复合材料轴向拉伸性能的影响规律研究 被引量：2
11
作者 廖英强 刘勇琼 嵇阿琳 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S4期774-776,共3页
为指导轴棒法耐烧蚀C/C复合材料的后处理工艺的实施,以渐进损伤方法和双线性内聚力模型为理论基础,结合ABAQUS用户子程序USDFLD对轴棒法C/C复合材料界面性能对轴向弹性模量和极限破坏载荷影响规律进行了研究。研究结果表明,随着界面强... 为指导轴棒法耐烧蚀C/C复合材料的后处理工艺的实施,以渐进损伤方法和双线性内聚力模型为理论基础,结合ABAQUS用户子程序USDFLD对轴棒法C/C复合材料界面性能对轴向弹性模量和极限破坏载荷影响规律进行了研究。研究结果表明,随着界面强度的增加,轴向弹性模量和极限破坏载荷逐渐增加;随着界面断裂能的增加,轴向弹性模量几乎无变化,但极限破坏载荷有一定的增加,但增加幅度不大。 展开更多
关键词 C/C复合材料 渐进损伤理论 双线性内聚力模型 界面性能
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一种全复合材料卫星天线承力筒的研制 被引量：4
12
作者 廖英强 曾金芳 《航天返回与遥感》 北大核心 2015年第2期83-88,共6页
针对卫星天线承力筒轻质、高轴向模量、低轴向热膨胀的需求，文章开展了承力筒总体成型方案设计、材料基础热力学性能测试及产品试制等工作，并通过了实验考核。结果表明：对于材料的热力学性能，按经纬向比例1︰2编织的M40J炭布层压板... 针对卫星天线承力筒轻质、高轴向模量、低轴向热膨胀的需求，文章开展了承力筒总体成型方案设计、材料基础热力学性能测试及产品试制等工作，并通过了实验考核。结果表明：对于材料的热力学性能，按经纬向比例1︰2编织的M40J炭布层压板在常温下纬向拉伸模量为118GPa，纬向拉伸强度为771MPa；在（-190～150）℃范围内，纬向热膨胀系数为（0.3～1.4）×10-6℃-1，经向热膨胀系数为（0.3～5.3）×10-6℃-1。该复合材料承力筒比铝质承力筒质量减少40%以上。复合材料承力筒经过（-170～120）℃/24h、6.5个循环的高低温循环实验考核，产品无残余变形，内部未出现开裂、分层等现象。 展开更多
关键词 天线承力筒 全复合材料 碳纤维 卫星
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ANSYS在复合材料仿真分析中的应用 被引量：6
13
作者 廖英强 苏建河 柯善良 《玻璃纤维》 CAS 2006年第4期21-26,共6页
为复合材料层合结构分析提供了完整精确的解决方案,针对复合材料层合板、梁、实体以及加强筋板等结构类型,提供一系列特殊的复合材料单元,对以往工作进行相关的整理和分析,阐述这些年来国内外的一系列成果,并对国内外应用情况进行了对比... 为复合材料层合结构分析提供了完整精确的解决方案,针对复合材料层合板、梁、实体以及加强筋板等结构类型,提供一系列特殊的复合材料单元,对以往工作进行相关的整理和分析,阐述这些年来国内外的一系列成果,并对国内外应用情况进行了对比,列出差距,指明发展方向。 展开更多
关键词 复合材料 ANSYS 有限元 应用
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复合材料的阻尼分析 被引量：5
14
作者 廖英强 杜楠 程勇 《玻璃纤维》 CAS 2007年第1期15-18,共4页
研究了树脂、纤维及其纤维增强复合材料的阻尼性质,利用体积混合率法则对混杂纤维增强复合材料的阻尼性质进行了分析,结果表明混合率法则在复合材料的阻尼研究过程中是一个有效的方法,为相关领域的研究工作指明了方向。
关键词 复合材料 阻尼 体积混合率
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应用纳米压痕技术测试沥青炭的力学性能 被引量：6
15
作者 廖英强 刘勇琼 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期85-88,102,共5页
以高温煤沥青为前驱体,采用液相浸渍技术制备了4D炭/炭复合材料。利用纳米压痕技术研究了后处理温度和炭基体位置对沥青炭力学性能的影响。研究结果表明,在同一工艺状态下,束内沥青炭的硬度和模量要远低于束间沥青炭的硬度和模量。经过... 以高温煤沥青为前驱体,采用液相浸渍技术制备了4D炭/炭复合材料。利用纳米压痕技术研究了后处理温度和炭基体位置对沥青炭力学性能的影响。研究结果表明,在同一工艺状态下,束内沥青炭的硬度和模量要远低于束间沥青炭的硬度和模量。经过900℃后处理的沥青炭的模量出现小幅降低,而硬度则出现一定的增加。 展开更多
关键词 沥青炭炭/炭复合材料纳米压痕
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非测地线缠绕理论及应用研究现状
16
作者 吴轶城 廖英强 张弛 《航天制造技术》 2024年第1期71-78,共8页
纤维缠绕在压力容器、风力叶片等方面有着广泛的应用,其中纤维缠绕路径是影响性能的一项重要因素。非测地线缠绕的优势在于可以根据需要设计纤维轨迹,使纤维强度得到充分利用。本文对非测地线缠绕的研究现状进行了综合论述,可为优化非... 纤维缠绕在压力容器、风力叶片等方面有着广泛的应用,其中纤维缠绕路径是影响性能的一项重要因素。非测地线缠绕的优势在于可以根据需要设计纤维轨迹,使纤维强度得到充分利用。本文对非测地线缠绕的研究现状进行了综合论述,可为优化非测地线缠绕设计提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 纤维缠绕 非测地线缠绕 滑线系数
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纤维缠绕复合材料圆柱网格结构极限轴压载荷的理论分析 被引量：1
17
作者 廖英强 刘勇琼 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第19期2293-2297,共5页
为获得高承载效率的网格结构,从纤维缠绕复合材料网格结构可能存在的整体屈曲和局部屈曲两种失稳形态出发,推导了用于计算网格结构整体屈曲载荷和局部屈曲载荷的公式,编写了用于计算屈曲载荷的基于MATLAB语言的用户程序,并对480mm网... 为获得高承载效率的网格结构,从纤维缠绕复合材料网格结构可能存在的整体屈曲和局部屈曲两种失稳形态出发,推导了用于计算网格结构整体屈曲载荷和局部屈曲载荷的公式,编写了用于计算屈曲载荷的基于MATLAB语言的用户程序,并对480mm网格结构在INSTRON1346材料疲劳强度试验机进行了轴压实验。将计算结果与实验结果进行了对比,结果表明:采用整体屈曲法和局部屈曲法能够较好地预测网格结构的极限轴压及其失稳模式。 展开更多
关键词 MATLAB 整体屈曲 局部屈曲 网格结构
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复合材料圆柱空间点阵结构稳定性分析 被引量：2
18
作者 廖英强 刘勇琼 《航空制造技术》 2011年第19期66-69,75,共5页
为获得高承载效率的复合材料空间点阵结构,利用有限元法对复合材料圆柱空间点阵结构的稳定性进行了分析。结合ANSYS的二次开发语言APDL编写了圆柱空间点阵结构参数化设计程序,并运用该程序研究了空间点阵结构载荷质量比随内蒙皮厚度、... 为获得高承载效率的复合材料空间点阵结构,利用有限元法对复合材料圆柱空间点阵结构的稳定性进行了分析。结合ANSYS的二次开发语言APDL编写了圆柱空间点阵结构参数化设计程序,并运用该程序研究了空间点阵结构载荷质量比随内蒙皮厚度、外蒙皮厚度、内蒙皮缠绕角度以及外蒙皮缠绕的变化规律。研究结果表明:(1)当内外蒙皮的缠绕角度都为90°时,空间点阵结构的载荷质量比最低;(2)当内外蒙皮的缠绕相同时,空间点阵结构的效率不是很高。(3)当内外蒙皮的缠绕角度不同且选择适当时,空间点阵结构的载荷质量比可以更高。 展开更多
关键词 APDL 稳定性 空间点阵结构 复合材料
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纤维增强复合材料研究 被引量：2
19
作者 廖英强 杜楠 程勇 《航天制造技术》 2006年第3期50-52,共3页
研究了树脂、纤维及其纤维增强复合材料的阻尼性质,利用体积混合率法则对混杂纤维增强复合材料的阻尼性质进行了分析。结果表明,混合率法则在复合材料的阻尼研究过程中是一个有效的方法,为相关领域的研究工作指明了方向。
关键词 复合材料 阻尼 体积混合率
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约束状态对纤维缠绕复合材料圆柱网格结构稳定性的影响 被引量：1
20
作者 廖英强 《强度与环境》 2011年第6期34-38,共5页
利用有限元法对纤维缠绕复合材料圆柱网格结构的稳定性进行了分析,结合ANSYS二次开发语言APDL(ANSYS Parametric Design Language)编写了圆柱网格结构优化设计程序。利用该程序研究了底部固定,顶部自由或径向固定两种约束状态下,网格结... 利用有限元法对纤维缠绕复合材料圆柱网格结构的稳定性进行了分析,结合ANSYS二次开发语言APDL(ANSYS Parametric Design Language)编写了圆柱网格结构优化设计程序。利用该程序研究了底部固定,顶部自由或径向固定两种约束状态下,网格结构载荷质量比随缠绕角度、筋截面高宽比、环筋条数以及纵筋对数等设计参数的变化规律。理论研究结果表明:当设计参数在一定范围内变化时,约束状态的变化对网格结构的稳定性有显著影响。最后,对一定尺寸的网格结构进行了轴压实验,实验结果表明:利用有限元方法可以有效预测复合材料网格结构的稳定性并进行优化设计。 展开更多
关键词 APDL 稳定性 网格结构 纤维缠绕
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