连续碳纤维增强的聚芳醚酮复合材料的层间破坏

用双悬臂梁和端开口弯曲试件分别研究了连续碳纤维增强的聚芳醚酮复合材料(CF/PEK-C)的Ⅰ型和Ⅱ型的层间破坏。CF/PEK-C的Ⅰ型层破坏的线弹性断裂判据G_(Ⅰc)和弹塑性断裂判据J_(Ⅰc)分别为0.69KJ/m^2且与裂纹长度无关。CF/PEK-C的Ⅱ型层间破坏的稳定性,与裂纹和半距之比α/L有关。当α/L小于0.7时,表现为不稳定的Ⅱ型层间破坏的断裂韧性G_(Ⅱc)为1.62KJ/m^2。当α/L大于0.7时,则为稳定的Ⅱ型层间破坏。此时的G_(Ⅱc)与临界点的选择有关。由亚临界点和0.95点法得出的G_(Ⅱc)值分别为1.73和2.74KJ.M^2。

连续碳纤维增强的聚芳醚酮在Ⅰ型循环载荷下的层间破坏

用双悬臂梁(DCB)试件研究了连续碳纤维增强的聚芳醚酮复合材料(CF/PEK-C),在Ⅰ型循环载荷作用下的层间裂纹扩展行为.循环载荷采用载荷控制模式,最小载荷与最大载荷之比为0.5.在疲劳试验中,仍然发现有“阻力曲线”现象存在.层间裂纹扩展速率用指数定律与相应的应变能释放速率联系起来,并对结果进行了讨论.

沥青混凝土路面面层与基层间破坏数值分析

市政公路是国民经济建设的基础设施,然而,此种路面结构在路面面层较薄的情况下,很容易发生剪切滑移现象。基于固体力学与弹性力学理论,采用有限元方法,对沥青混凝土面层的力学行为进行数值模拟。结果表明:在受到车辆荷载与温度荷载时,均可能造成沥青混凝土路面面层—基层层间破损,且这种破损也会改变面层、层间的应力分布,使其加速破坏,因此,沥青混凝土路面面层—基层层间剥离的早期检测与维修至关重要。

实体封装式光伏路面层间剥离破坏力学机制研究

针对实体封装式光伏路面层间剥离破坏模式,采用有限元分析方法建立三维有限元模型,开展不同加载条件和不同黏结尺寸的实体封装式光伏路面板块受力分析,研究揭示实体封装式光伏路面结构层间剥离破坏模式机制和关键影响因素,并提出优化设计建议。结果显示:由于层间界面黏聚力与封装材料的差异,实体封装式光伏路面结构易发生层间剥离损伤,黏结层所在位置高度越接近荷载作用面,越容易发生层间黏结失效的分层破坏;建议在保证发电功能前提下,降低黏结层高度位置和黏结面积,采用铆钉技术,有利于提高结构寿命。

温度作用下水泥路面层间破坏的受力分析

对于水泥混凝土路面,很多情况下温度对路面破坏的影响要远大于荷载的影响,而且路面实际层间状况极为复杂。从理论上并借助于有限元分析对温度作用下路面层间破坏状态的发展过程进行了系统分析研究,从而为计算模型的选取提供了充分依据,对于路面结构的研究也具有重要的参考价值。

层合板复合材料层间剪切破坏特征检测系统的开发

为了弥补目前层合板复合材料层间剪切强度测试方法———三点及四点法的不足 ,本文利用传感器技术开发了复合材料层间剪切破坏特征检测系统 ,此系统具有准确测出层合板剪切破坏起始位置、剪切破坏的扩展方向及剪切破坏的速度等功能 ,而且造价低。

沥青混合料复合结构层间稳定性破坏研究

为了定量描述沥青混合料复合结构的层间破坏过程,本研究基于双线性内聚力模型,建立了直接拉拔试验中圆柱形沥青混凝土的三维有限元模型,该模型采用显式准静态方法求解了收敛问题,并系统比较了准静态参数(网格、加载曲线、质量缩放和模拟拉拔速率)对计算效率和精度的影响。结果表明,当加载曲线类型为光滑线、模拟拉拔速率为试验的10倍且质量缩放为100时,模型计算结果与试验结果最为一致,在沥青混合料复合结构拉拔破坏过程中,层间界面的最大应力集中在环形区域。

碳纤维复合材料层间剪切破坏机理

本文研究了碳纤维经不同气氛冷等离子体处理后,其复合材料层间剪切强度的变化情况.并通过对处理前、后的高强碳纤维进行ESCA、Roman、TG、DTA 分析,提出了树脂基碳纤维复合材料的层间剪切破坏主要是发生在抗剪能力较弱的碳纤维表面层中.等氧离子体(O_2-PLasma)处理通过改变碳纤维的表面层结构,提高了表面层的抗剪能力.因此,其复合材料的层间剪切强度(ILSS)得到了大幅度提高.

织物增强复合材料层合板层间强度的改善方法

分析了织物增强复合材料层合板的力学性能特点,并针对其层间强度低及层间断裂韧性差的缺点,从层间破坏机理出发介绍了提高层间强度及断裂韧性的几种方法,重点介绍改善织物增强复合材料层合板层间断裂韧性的缝合方法.同时,文中也分析探讨了层间强度的测试与评价方法.

水驱型层状岩质边坡破坏机理的讨论

水驱型层状岩质边坡的破坏是一个渐进的过程。以断裂力学为理论基础,推导了边坡后缘裂隙充水的临界深度公式;分析了滑坡发生初期内部微裂纹的贯通机制;对顺层赋水边坡的层间破坏给出了解释。研究结果表明,水对坡体的影响在相当长的时间里是以物理化学作用为主,层状岩体破坏的临界长度与坡角、孔隙率、层厚、水头和水力坡降有关,内水压力的骤然升高会加速边坡失稳,据此提出了新的治理思路。

水驱型层状岩质边坡破坏机理的讨论

水驱型层状岩质边坡的破坏是一个渐进的过程.以断裂力学为理论基础,推导边坡后缘裂隙充水的临界深度公式;分析滑坡发生初期内部微裂纹的贯通机制;对顺层赋水边坡的层间破坏给出解释.研究结果表明,水对坡体的影响在相当长的时间里是以物理化学作用为主,层状岩体破坏的临界长度与坡角、孔隙率、层厚、水头和水力坡降有关,内水压力的骤然升高会加速边坡失稳.

集料模量对钢桥面铺装层间剪切疲劳影响的细观数值模拟

为了从细观层面研究钢桥面铺装层间剪切疲劳破坏行为,采用离散元方法,建立钢桥面铺装复合结构三维离散元仿真模型,通过室内试验获取模型的细观参数,分析粗集料模量对铺装层间剪切疲劳性能的影响.研究结果表明,集料模量越高,层间抗剪切疲劳性能越好,且集料模量在62~68.5 GPa范围内的试件性能表现最佳;集料模量对于结构层间剪应力的影响较小,且不会改变层间破坏的位置;复合结构的层间抗剪强度越高,层间抵抗剪切疲劳变形的能力越强.

L型层合梁分层破坏的高阶理论分析

目前国内外有限元软件均采用一阶剪切变形层合板理论,对板壳等结构均不能计算层间应力,不能分析层间分层破坏,这已成为复合材料结构分析的难题。本文基于整体-局部高阶剪切变形理论对软件Abaqus进行二次开发,对L型梁的层间分层破坏进行了分析。对破坏形式及层间应力大小的计算结果与试验结果进行对比,计算与试验结果吻合。高阶理论有限元方法可以准确判断复合材料层合结构失效形式、位置和应力大小。

一种测试C/C扩张段层间剪切强度的改进三点短梁剪切法

分别采用传统三点短梁剪切法和改进三点短梁剪切法对扩张段所采用的针刺C/C复合材料进行了层间剪切强度测试试验。结果显示,改进的三点短梁剪切法很好地解决了传统三点短梁剪切法的应力集中现象,试件更容易发生层间剪切破坏;改进的三点短梁剪切法的测试结果一般要大于传统三点短梁剪切法的,更接近材料实际水平。对改进的短梁剪切法试验破坏试样进行电镜扫描分析,指出了发生破坏的薄弱点,提出了要提高材料的层间剪切性能可合理优化网胎层厚度的改进建议。。

基于Hashin准则的复合材料层合结构低速冲击研究

利用ABAQUS软件对复合材料层合板结构低速冲击过程中层内破坏以及层间破坏进行相关探究。在有限元模型中使用壳单元与实体壳单元模拟复合材料部分,利用Hashin准则并结合损伤演化过程模拟层内破坏,引入内聚力单元模拟分层破坏。通过与Y.Shi的实验结果进行对比分析得出:实体壳单元可更好地应用于复合材料层合结构低速冲击问题。并且基于上述结论以及在工程方面的应用对复合材料加筋结构低速冲击问题进行了相关研究,结果表明:复合材料加筋结构可以较为有效地抵抗低速冲击破坏;冲击位置距筋条越近,结构吸收能量越多;结构破坏沿着筋条方向扩展。为复合材料加筋结构的设计以及仿真提供参考。

波纹缺陷对复合材料层合板压缩力学性能影响研究

采用真空辅助灌注成型工艺与热压罐成型工艺,分别制备不同增强材料的标准压缩试样和含缺陷的压缩试样。压缩测试实验结果表明,压缩载荷下波纹缺陷引起压缩弹性模量和强度显著减小,并且对压缩强度的影响更加明显;同时,均一波纹对复合材料板材的压缩强度与压缩弹性模量的影响比梯度波纹更大;此外,波纹对碳纤维预浸料增强复合材料的力学性能影响更大,层间剪切破坏是试样主要失效机制,并且在纤维波纹的最大偏转角处,试样易发生横向剪切破坏。

旧水泥板沥青加铺层黑白层间失稳性破坏(英文)

为分析旧水泥板沥青加铺层黑白层间水平剪切滑移和界面粘结两类失稳性破坏,通过复合结构弹性理论计算、MATLAB编程、层间剪切和拉拔试验,揭示了车速、路面附着系数、竖向荷载、层间接触系数、加载速率、温度、粘层油洒布量等对层间极值应力应变、剪切强度和拉拔强度的影响规律,分别建立了层间剪切强度与正应力、剪切速率、温度以及拉拔强度与拉拔速率、温度、粘层油洒布量的函数关系。分析结果表明:15℃时拉拔破坏界面发生概率从大到小排序为水泥板表面、粘结层、沥青膜,45℃时为粘结层、水泥板表面、沥青膜,层间平均粘结强度随着上述排序的递减而增大;为减少层间失稳性破坏,应适当提高行车速度,控制汽车轴载,清洁和糙化水泥板表面,选取适宜的粘层油洒布量,液体石油沥青为0.20～0.40L.m-2,乳化沥青为0.48～0.60L.m-2,并推荐以芯样平均拉拔强度和破坏界面位置作为加铺层施工质量检验判别依据。