温度荷载对多跨门式刚架内力影响分析

温度对多跨门式刚架的影响与其自身刚度及约束条件有密切关系。本文基于ANSYS软件,计算了刚架温度荷载作用下的弯矩,研究了其弯矩分布的规律,探讨了不同刚度、不同约束条件对多跨门式刚架温度内力的影响,提出通过改变截面设计来改善多跨门式刚架温度承载能力的可行性方法。

基于FBG传感器的CF/GF混杂复合材料界面变形研究

利用FBG传感器对采用真空导入模塑工艺制作的CF/GF(Carbon Fiber/Glass Fiber)混杂复合材料在固化成型过程中以及成型后的界面性能进行了检测,此外,为了对比研究混杂复合材料的性能,还检测了CF/CF层和GF/GF层在成型和成型后的应变变化。结果显示:GF/GF、GF/CF和CF/CF复合材料的应变与温度之间存在良好的线性关系,且热膨胀系数的大小顺序为GF/GF层>GF/CF层>CF/CF层;FBG传感器监测CF/GF混杂复合材料热膨胀系数的转折温度与基体树脂的T_g值(79.09℃)相吻合;CF/GF混杂复合材料在20~120℃范围内升温、降温过程中未发生界面破坏。

复合材料层合板贴补修理失效模式分析与修理参数选择

在对复合材料层合板进行渐进失效分析时,Zinoviev刚度退化模型是最常用的刚度退化模型之一,但是该模型涉及的参数较多并且只能用于二维问题,对其进行简化和改进后,不仅参数减少而且可以扩展至三维,基于此改进的Zinoviev刚度退化模型,结合Shokrieh改进的三维Hashin准则,采用INTER205单元对胶层进行模拟,利用ANSYS软件建立了承受面内拉伸荷载的含圆孔缺陷的复合材料层合板双边贴补修理渐进失效三维有限元模型。此有限元模型的结果和试验结果拟合得比较好,验证了改进的Zinoviev退化模型和有限元模型的有效性。利用此有限元模型分析了承受面内拉伸荷载的双边贴补修理复合材料层合板的失效模式,发现主要破坏模式为胶层的脱胶加速了母板中的纤维失效,导致结构最终失效。最后分析了主要修理参数对修理效果的影响,结果表明:增大补片尺寸可以明显提高修补结构的强度;当补片刚度与母板刚度相同时,修补效果较好;当补片厚度为母板厚度一半时,修补效果最好。

柔性浮式防波堤关键材料的研究

针对一种特定结构的柔性浮式防波堤主囊体的关键材料进行基本选材研究,根据防波堤的应用条件和海洋工况,初步选定TPU(Thermoplastic polyurethan,热塑性聚氨酯弹性体)和PVC(Polyvinyl chloride,聚氯乙烯)为该柔性防波堤主囊体的关键材料并对其进行了基本力学性能表征;根据该柔性浮式防波堤预防褶皱的初始内压和工作时保证足够刚度的适当内压差要求,确定了特定海洋工况下主囊体选用不同材料时的厚度设计;并进一步基于柔性复合材料成型工艺对厚度的限制,分析了当材料厚度设计一定时,所需材料的强度指标。本研究为该类柔性防波堤的选材提供一定的依据和指导意见。

考虑纤维损伤的大孔口层合板缝合补强等效力学模型

针对含大孔口层合板(层合板宽度D与开孔半径R的比例D/R<6)缝合补强,考虑缝合线对面内纤维造成弯曲、断裂及针脚处夹杂和富树脂区的影响,利用有限元软件建立了大孔口层合板缝合补强模型。在拉伸载荷作用下,计算了不同缝合参数(针距、行距、边距、缝合线直径、缝合线张力)对层合板力学性能的影响。并将不同缝合参数对面内纤维造成的损伤等效为孔径的扩展,建立其等效开孔无边缘效应层合板有限元模型,得出了缝合补强时不同缝合参数对层合板整体承载能力的影响规律。针距越小,层合板承载能力越低;当针距小于3.14mm时,随着边距的增大,层合板承载能力单调减小;当针距介于3.14mm与6mm之间时,随着边距的增大,层合板承载能力呈现出类似于正弦函数的变化形式,且整体趋势增大;当针距大于6mm时,随着边距的增大,层合板承载能力单调增大;当中心圆孔的0°与90°位置存在针脚缺陷时,易造成层合板提前破坏。