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含分层缺陷复合材料夹芯梁力学特性及失效模式的试验研究 被引量：5
1
作者 陈悦 朱锡 +1 位作者 李华东 朱子旭 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第6期65-70,共6页
为研究分层缺陷对复合材料夹层结构承载特性的影响,对含面芯分层缺陷的复合材料夹芯梁开展了系列轴向压缩试验,采用高速摄影仪记录结构的变形形态及破坏过程,对结构出现的欧拉屈曲、剪切屈曲、局部面板褶皱、纤维压缩破坏等失效模式进... 为研究分层缺陷对复合材料夹层结构承载特性的影响,对含面芯分层缺陷的复合材料夹芯梁开展了系列轴向压缩试验,采用高速摄影仪记录结构的变形形态及破坏过程,对结构出现的欧拉屈曲、剪切屈曲、局部面板褶皱、纤维压缩破坏等失效模式进行分析,并探讨了梁长度、表层厚度、芯层厚度、缺陷尺寸等参数对结构承载特性的影响。试验结果表明:表层厚度对结构的失效模式及承载能力有着直接影响;对于贯穿型矩形缺陷,当缺陷因子μ≥0.05时,结构发生局部屈曲失效;局部屈曲为非稳态失效,当面板出现局部褶皱后,面芯分层缺陷迅速沿轴向向两端扩展,扩展路径可由面芯界面层进入芯层,造成芯层的剪切破坏。 展开更多
关键词 复合材料夹芯梁 分层缺陷 屈曲 轴压试验
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具有短纤维增韧界面的复合材料夹芯梁断裂机制的实验和数值研究 被引量：8
2
作者 孙士勇 王灿 陈浩然 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期172-177,共6页
对界面含短纤维的复合材料夹芯梁增韧特性进行了实验和数值研究。采用真空辅助树脂注射工艺制成复合材料夹芯梁,并测定了含增强与未增强复合材料夹芯梁的界面断裂韧性。基于单根短纤维在界面裂纹扩展时其剥离和拔出过程产生的能量耗散,... 对界面含短纤维的复合材料夹芯梁增韧特性进行了实验和数值研究。采用真空辅助树脂注射工艺制成复合材料夹芯梁,并测定了含增强与未增强复合材料夹芯梁的界面断裂韧性。基于单根短纤维在界面裂纹扩展时其剥离和拔出过程产生的能量耗散,建立了相应的细观模型。然后,假设短纤维在界面内随机均匀分布,得到在单位面积下短纤维能量耗散的宏观表达式。在宏观尺度上,建立了用于界面裂纹扩展分析的双悬臂梁有限元模型,通过引入非线性弹簧单元,以反映界面短纤维所产生的桥联特征,并采用虚裂纹闭合技术计算了裂纹尖端的能量释放率。通过典型复合材料夹芯梁断裂分析和参数讨论,证实了本文中提出的随机分布细观模型预测短纤维耗散能量的有效性。实验及数值结果表明,在复合材料夹芯结构界面中引入短纤维将是一种提高其界面断裂韧性的有效措施。 展开更多
关键词 复合材料夹芯梁 界面增韧 短纤维 均匀分布 虚裂纹闭合技术
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横隔板增强型泡沫夹芯复合材料梁抗剪性能试验研究 被引量：8
3
作者 王慧 齐玉军 刘伟庆 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期91-96,共6页
复合材料泡沫夹芯结构易发生芯材剪切破坏,需对泡沫芯材进行增强。本文对比分析了不同增强泡沫夹芯结构的增强原理、芯材对界面性能和抗剪能力的贡献以及各自的局限;采用真空导入工艺制作了横隔板增强泡沫夹芯梁,并对其进行了剪跨比为3... 复合材料泡沫夹芯结构易发生芯材剪切破坏,需对泡沫芯材进行增强。本文对比分析了不同增强泡沫夹芯结构的增强原理、芯材对界面性能和抗剪能力的贡献以及各自的局限;采用真空导入工艺制作了横隔板增强泡沫夹芯梁,并对其进行了剪跨比为3的三点弯试验,研究了横隔板及其间距对泡沫夹芯结构抗剪性能的影响。试验结果表明,横隔板的存在能有效提高构件的延性,且横隔板间距越小,延性越好,改善了泡沫夹芯结构脆性破坏的特性;但横隔板增强对夹芯梁强度和刚度的影响不大,该结果与垂直缝纫增强泡沫夹芯结构的试验结果类似。横隔板增强泡沫夹芯结构具有良好的设计性,其制作过程比较简单,可改变横隔板角度或采用双向隔板增强,从而在保持延性的优势下,提高其强度和刚度。 展开更多
关键词 复合材料夹芯梁 剪切性能 横隔板增强泡沫芯材 延性
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纵向腹板增强泡沫夹芯梁的疲劳性能
4
作者 杨方宇 何涛 +1 位作者 王璐 刘伟庆 《南京工业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第5期63-69,共7页
纤维增强复合材料(FRP)结构因其轻质高强的特性正逐渐被应用于工程中,其中FRP夹层结构又因其特性优于一般FRP结构,具有更广的工程前景,其在疲劳方面的性能也具有更强的工程意义,而FRP夹层结构在疲劳方面的表现至今很少有相关的研究。真... 纤维增强复合材料(FRP)结构因其轻质高强的特性正逐渐被应用于工程中,其中FRP夹层结构又因其特性优于一般FRP结构,具有更广的工程前景,其在疲劳方面的性能也具有更强的工程意义,而FRP夹层结构在疲劳方面的表现至今很少有相关的研究。真空导入玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)腹板增强夹芯梁作为本次试验对象,试验梁的设计参照ASTM-C393,试验梁分为无腹板、纵向腹板两种。采用MTS-370型电液伺服疲劳试验机进行四点弯循环加载的疲劳性能试验,加载采用了正弦波的加载方式,加载频率取2 Hz,根据试验结果评价并分析腹板增强夹芯梁的疲劳性能。试验结果表明:纵向腹板增强夹芯梁在疲劳周期荷载作用下的疲劳性能优于无腹板加强的夹芯梁,其良好的疲劳性能使其展现出宽广的工程前景。 展开更多
关键词 复合材料夹芯梁 腹板增强 疲劳试验 疲劳寿命
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泡沫夹芯复合材料梁界面裂纹曲折扩展实验与数值模拟 被引量：3
5
作者 王灿 陈浩然 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期129-135,共7页
采用双悬臂梁(DCB)试验研究了具有不同密度的PMI泡沫芯体的玻璃纤维增强复合材料夹芯梁界面裂纹曲折破坏路径。基于包含裂纹的物质点算法(MPM),建立了与试验研究相适应的MPM模型,在不同的面板/芯体模量比下计算了界面裂纹裂尖模态比和... 采用双悬臂梁(DCB)试验研究了具有不同密度的PMI泡沫芯体的玻璃纤维增强复合材料夹芯梁界面裂纹曲折破坏路径。基于包含裂纹的物质点算法(MPM),建立了与试验研究相适应的MPM模型,在不同的面板/芯体模量比下计算了界面裂纹裂尖模态比和曲折破坏角,并结合曲折破坏准则模拟了界面裂纹曲折破坏路径。数值模拟结果和试验现象吻合良好,说明了本文中数值分析模型和方法的有效性。研究结果表明,面板材料和芯体材料模量失配越严重,界面裂纹发生曲折破坏时的破坏角越大;裂纹折入芯体后,在Ⅰ型为主的加载模式的支配下以基本平行于界面的方向扩展。 展开更多
关键词 复合材料夹芯梁 界面断裂 曲折破坏 裂纹扩展路径 物质点方法
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芳纶纤维增韧碳纤维-泡沫金属夹芯梁压缩性能及界面性能 被引量：7
6
作者 孙直 石姗姗 +2 位作者 孙士勇 陈浩然 胡晓智 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1497-1502,共6页
为研究芳纶短纤维对复合材料夹芯材料/结构的界面及性能的影响,对具有芳纶短纤维增韧界面的碳纤维-泡沫铝夹芯梁进行了试验和细观增韧机制研究。在夹芯梁制备过程中,在碳纤维-泡沫铝界面加入低密度芳纶短纤维薄膜,通过短纤维的桥联作用... 为研究芳纶短纤维对复合材料夹芯材料/结构的界面及性能的影响,对具有芳纶短纤维增韧界面的碳纤维-泡沫铝夹芯梁进行了试验和细观增韧机制研究。在夹芯梁制备过程中,在碳纤维-泡沫铝界面加入低密度芳纶短纤维薄膜,通过短纤维的桥联作用,提高夹芯梁的界面黏接性能。研究了芳纶纤维增韧对夹芯梁面内压缩性能和破坏模态的影响,采用非对称双悬臂梁(ADCB)试验测量了不同增韧参数条件下,碳纤维表板与泡沫铝芯体之间的临界能量释放率。试验结果显示:在相同增韧参数条件下,Kevlar纤维增韧夹芯梁的面内压缩性能和界面临界能量释放率均较好,而混杂长度Kevlar纤维的界面增韧效果最优。通过对试件断面的SEM观测,分析了芳纶纤维增韧的细观增韧机制。 展开更多
关键词 复合材料夹芯梁 界面增韧 芳纶纤维 低密度短纤维薄膜 桥联作用
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