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点阵增强型复合材料夹层结构制备与力学性能 被引量:21
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作者 方海 刘伟庆 万里 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第4期495-499,共5页
选用H-60 PVC泡沫、四轴向玻璃纤维布以及乙烯基酯树脂,通过在PVC泡沫芯材上、下表面开正交布置的齿槽及沿芯材厚度方向穿孔,采用先进的真空导入成型工艺,制备出在玻璃纤维面板与PVC泡沫芯材界面具有创新构型的点阵增强型复合材料夹层结... 选用H-60 PVC泡沫、四轴向玻璃纤维布以及乙烯基酯树脂,通过在PVC泡沫芯材上、下表面开正交布置的齿槽及沿芯材厚度方向穿孔,采用先进的真空导入成型工艺,制备出在玻璃纤维面板与PVC泡沫芯材界面具有创新构型的点阵增强型复合材料夹层结构.研究结果表明:真空导入成型工艺充模速度快、成型效率高;点阵增强型复合材料夹层结构经乙烯基树脂柱增强后,其剪切与平压性能均有一定的提高.另外,通过三点弯曲与四点弯曲试验,观察了试件的典型受弯破坏形态;利用经典夹层梁理论预估了试件抗弯刚度和受弯极限承载力,理论预估值与实测值符合较好. 展开更多
关键词 真空导入成型工艺 点阵增强 复合材料夹层结构 力学性能
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含空腔点阵增强夹芯结构的固有振动分析方法 被引量:2
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作者 王祖华 殷洪 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期72-79,共8页
[目的]为研究芯层含多种组分的含空腔点阵增强夹芯结构的固有振动特性,探讨此夹芯结构的固有振动分析方法,[方法]首先,通过体积平均,将圆台形空腔近似视为圆柱形空腔来处理,采用多层次均匀化的思路,将含增强柱和空腔的复杂芯层等效为正... [目的]为研究芯层含多种组分的含空腔点阵增强夹芯结构的固有振动特性,探讨此夹芯结构的固有振动分析方法,[方法]首先,通过体积平均,将圆台形空腔近似视为圆柱形空腔来处理,采用多层次均匀化的思路,将含增强柱和空腔的复杂芯层等效为正交各向异性材料,并利用Mori-Tanaka方法进行2次单相夹杂处理,获取芯层的等效弹性模量。然后,基于一阶剪切变形理论建立运动学方程,进一步利用芯层等效弹性模量的计算值,采用双三角级数求解四边简支含空腔点阵增强夹芯结构的固有频率。最后,在此基础上,分别探讨芯材面板模量比、点阵增强柱体积比和空腔体积比对含空腔点阵增强夹芯结构固有频率的影响规律。[结果]与有限元计算结果的对比显示,固有频率的相对误差不超过3%,验证了该方法的正确性。[结论]所提方法可快速、准确地计算含空腔点阵增强夹芯结构的中、低频固有频率,且数理模型清晰,公式简单,易于对其规律进行研究。 展开更多
关键词 空腔 点阵增强 夹芯结构 均匀化 一阶剪切变形 固有频率
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点阵增强夹芯结构吸声复合材料制备及性能研究
3
作者 鲁先孝 《材料开发与应用》 CAS 2013年第5期64-67,共4页
采用连续纤维增强吸声芯层,并利用真空辅助成型工艺整体成型了结构吸声复合材料。采用QT/25试验机测试了结构吸声复合材料的抗平压性能、弯曲刚度;采用脉冲声管测试系统测定了结构吸声复合材料水下吸声性能。试验结果表明,吸声芯层、复... 采用连续纤维增强吸声芯层,并利用真空辅助成型工艺整体成型了结构吸声复合材料。采用QT/25试验机测试了结构吸声复合材料的抗平压性能、弯曲刚度;采用脉冲声管测试系统测定了结构吸声复合材料水下吸声性能。试验结果表明,吸声芯层、复合材料面板与增强结构三者复合良好、无缺陷,验证了连续纤维增强吸声芯层以及真空辅助成型工艺整体成型结构吸声复合材料技术可行性。与同类型材料相比,含点阵增强结构的材料的平压性能提高了一个数量级,弯曲刚度提高了一倍,声学性能无明显变化。 展开更多
关键词 夹芯结构 吸声复合材料 点阵增强 真空辅助成型工艺
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双面静水压下含点阵增强柱和空腔的夹芯板水下声振计算方法研究
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作者 赖喜悦 陈美霞 周志伟 《材料开发与应用》 CAS 2023年第4期1-10,共10页
随着潜艇工作深度不断增加,含点阵增强柱和空腔的复合材料夹芯板因其高强度和声振性能可设计性强的优良特性逐渐被应用于外部壳体结构。为建立一种考虑双面静水压的含点阵增强柱和空腔的复合材料夹芯板水下声振计算方法,研究高潜深环境... 随着潜艇工作深度不断增加,含点阵增强柱和空腔的复合材料夹芯板因其高强度和声振性能可设计性强的优良特性逐渐被应用于外部壳体结构。为建立一种考虑双面静水压的含点阵增强柱和空腔的复合材料夹芯板水下声振计算方法,研究高潜深环境下双面高静水压对围壳等内部充水结构声振性能的影响,本研究利用多层次均质化等效方法将含增强柱和空腔的水下复合材料夹芯板芯层等效为正交各向异性材料,得到均质夹芯板模型,然后基于应变能密度相等将横向双面静水压等效为面内均布载荷,对基于LW理论模型的均质夹芯板的水下振动方程进行修正,进而提出了一种考虑双面静水压的含点阵增强柱和空腔的复合材料板水下声振计算方法。最后,利用数值计算方法对本研究方法的准确性进行了验证,结果表明理论解与数值解吻合较好。该方法可以较准确的预报双面静水压对含点阵增强柱和空腔的复合材料夹芯板声振性能的影响。 展开更多
关键词 点阵增强柱和空腔 均质化等效 静水压 声振计算方法
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基于选区激光熔化的Ti-6Al-4V钛合金节点增强型点阵结构及其力学行为 被引量:1
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作者 姚定烨 兰彦宇 +1 位作者 马宇立 何博 《热加工工艺》 北大核心 2023年第13期121-126,共6页
以Ti-6Al-4V钛合金粉末为原材料,采用选区激光熔化技术制备了常规和节点增强型体心四方点阵结构。研究了两种点阵结构的形貌、微观结构及力学性能。并探究了常规热处理对节点增强型点阵结构微观结构及力学性能的影响。结果表明,在节点... 以Ti-6Al-4V钛合金粉末为原材料,采用选区激光熔化技术制备了常规和节点增强型体心四方点阵结构。研究了两种点阵结构的形貌、微观结构及力学性能。并探究了常规热处理对节点增强型点阵结构微观结构及力学性能的影响。结果表明,在节点处提高制备激光功率后该处直径增大,节点处表面粗糙度及孔隙率值均增大,整体结构相对密度提高24.8%,节点处初生β晶发生了等轴化。增强后的点阵结构失效由贯穿整体的斜60°瞬间坍塌模式转变为逐层沉降式坍塌模式,比弹性模量增加了112%,比抗压强度增加了52%,30%应变时的比吸能提升了88%,整体力学性能有了显著提升。热处理后节点增强型点阵结构抗压强度下降,但能量吸收能力得到了提高。 展开更多
关键词 选区激光熔化 增材制造 3D打印 TI-6AL-4V 节点增强点阵结构
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点阵增强型复合材料夹层结构的力学性能实验与分析 被引量:3
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作者 方海 刘伟庆 万里 《实验力学》 CSCD 北大核心 2010年第5期522-528,共7页
采用真空导入成型工艺,制备出在面板与芯材界面上具有创新构型的点阵增强型复合材料夹层结构。对其面板拉伸性能、夹层结构剪切与平压性能进行了实验研究,得出点阵增强型复合材料夹层结构经树脂柱增强后,剪切与平压性能均得以提高的结... 采用真空导入成型工艺,制备出在面板与芯材界面上具有创新构型的点阵增强型复合材料夹层结构。对其面板拉伸性能、夹层结构剪切与平压性能进行了实验研究,得出点阵增强型复合材料夹层结构经树脂柱增强后,剪切与平压性能均得以提高的结论。对不同跨高比复合材料夹层结构开展了三点与四点弯曲实验,研究其典型受力破坏形态与机理。基于Eshelby等效夹杂原理,采用Mori-Tanaka方法求解了点阵增强型复合材料夹层结构经树脂柱增强后的剪切性能。利用经典夹层梁理论和非线性有限元模拟方法,预估了试件抗弯刚度与受弯极限承载力,理论分析与实验结果较吻合。 展开更多
关键词 真空导入成型工艺 点阵增强 复合材料夹层结构 力学性能
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多层次等效的Mori-Tanaka法预测含空腔点阵增强芯层的等效弹性模量 被引量:1
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作者 周志伟 陈美霞 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3517-3525,共9页
提出了兼具力学和声学性能的夹层吸声复合材料-含空腔点阵增强夹芯结构;为了预测含空腔点阵增强结构芯层的等效弹性模量,建立了包含空腔、点阵增强柱和泡沫基体的三相复合材料的细观力学多层次等效数理模型,结合点阵增强柱和空腔周期性... 提出了兼具力学和声学性能的夹层吸声复合材料-含空腔点阵增强夹芯结构;为了预测含空腔点阵增强结构芯层的等效弹性模量,建立了包含空腔、点阵增强柱和泡沫基体的三相复合材料的细观力学多层次等效数理模型,结合点阵增强柱和空腔周期性分布的特点建立代表性体积单元,利用Mori-Tanaka方法进行两次单相夹杂等效处理,获取了含空腔点阵增强芯层等效弹性模量的解析解,与试验数据和细观力学有限元法结果对比均吻合较好。采用有限元软件ANSYS建立了含空腔点阵增强夹芯结构的实际模型和等效模型,并将芯层等效模量解析结果作为等效模型芯层的材料参数,计算弯曲变形和固有频率并进行对比分析,弯曲变形位移和中低频固有频率的相对误差不超过2%,满足工程精度要求。进一步利用该等效方法,分别探讨了点阵增强柱和空腔体积比对芯层等效弹性模量的影响规律。结果表明,上述方法能较准确地预测含空腔点阵增强结构芯层的等效弹性模量,且数理模型清晰,公式简单,计算快速。 展开更多
关键词 点阵增强 空腔 芯层 MORI-TANAKA方法 多层次等效 等效弹性模量
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Z向点阵增强泡沫夹芯复合材料平压性能 被引量:1
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作者 刘誉东 罗浩 郭万涛 《材料开发与应用》 CAS 2020年第3期20-25,共6页
设计了一种新型Z向点阵增强泡沫夹芯复合材料,以复合材料柱作为Z向点阵增强材料,并对不同分布密度Z向点阵增强材料的泡沫夹芯复合材料试验件进行了平压试验,探究了其平压力学性能和破坏方式。研究结果表明,当点阵间距为30 mm时,试样密... 设计了一种新型Z向点阵增强泡沫夹芯复合材料,以复合材料柱作为Z向点阵增强材料,并对不同分布密度Z向点阵增强材料的泡沫夹芯复合材料试验件进行了平压试验,探究了其平压力学性能和破坏方式。研究结果表明,当点阵间距为30 mm时,试样密度增加了2.8%,压缩强度和压缩模量分别提高了6.2倍和7.4倍。基于ABAQUS有限元软件建立了Z向点阵增强泡沫夹芯复合材料平压试验仿真模型,对其平压力学性能和破坏模式进行了模拟与分析。试验件平压强度有限元计算结果与试验结果偏差为10%左右,破坏方式与试验基本相同,验证了有限元模型的合理性和可靠性。 展开更多
关键词 Z向点阵增强 泡沫夹芯复合材料 有限元 压缩性能
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点阵增强泡沫夹芯复合材料静水压作用下力学行为研究 被引量:2
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作者 刘誉东 罗浩 朱俊 《材料开发与应用》 CAS 2022年第1期21-28,共8页
点阵增强泡沫夹芯复合材料在保留传统夹芯结构高比刚度、比强度的基础上,极大地提高了其Z方向的力学性能,同时具有很好的结构功能可设计性,可以满足一些特殊极端工况的需要。通过对点阵增强泡沫夹芯复合材料静水压下的力学行为进行试验... 点阵增强泡沫夹芯复合材料在保留传统夹芯结构高比刚度、比强度的基础上,极大地提高了其Z方向的力学性能,同时具有很好的结构功能可设计性,可以满足一些特殊极端工况的需要。通过对点阵增强泡沫夹芯复合材料静水压下的力学行为进行试验探究,得到不同水压下Z方向形变和面内应力的大小。基于ABAQUS有限元软件建立了点阵增强泡沫夹芯复合材料仿真模型,从有限元角度对其静水压作用下的力学行为进行了模拟与分析,并对点阵受力情况进行预测。模拟结果与试验相近,验证了有限元模型的合理性、可靠性,为该种材料的工程仿真设计奠定了一定基础。 展开更多
关键词 Z向点阵增强 有限元 静水压
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