跨厚比对碳纤维复合材料三点弯曲性能的影响

本文分别以日本东丽T700SC、T1100G碳纤维为增强体,自制树脂体系为基体,采用模压工艺制备了单向碳纤维复合材料层合板。分别研究了两种复合材料层合板在跨厚比为16∶1、32∶1、40∶1、50∶1时三点弯曲强度的变化规律,并着重分析了对应的弯曲破坏模式。结果表明:T700、T1100碳纤维复合材料的三点弯曲最佳跨厚比分别为32∶1和40∶1,对应的破坏模式均为上表面压缩和分层破坏。在32∶1的标准跨厚比下,T1100碳纤维复合材料层合板的弯曲强度为1 779.87 MPa,仅比T700碳纤维复合材料层合板高2.61%。

跨厚比对高强玻璃纤维增强复合材料单向板弯曲性能的影响

采用三点弯曲实验测试不同跨厚比的S_(6)C_(10)-800/AC318复合材料单向板(以下简称单向板)的弯曲性能,研究跨厚比对单向板弯曲强度、弯曲模量的影响,分析试样断裂模式和弯曲破坏机制,确定单向板三点弯曲测试的临界跨厚比。结果表明:单向板弯曲强度随着跨厚比的增加而不断增加,弯曲模量随着跨厚比的增加先增大后减小;单向板的断裂模式于跨厚比α=20时发生转变,单向板分层损伤程度随着跨厚比的增加逐渐降低,但劈裂程度增加;α≤20时跨厚比越大,应力-应变曲线越符合线性关系;α>20时,应力-应变曲线不再符合线性关系;得到了任意跨厚比下单向板弯曲强度的预测公式及单向板的三点弯曲破坏的失效判定准则。

跨厚比恒等定律在电子玻璃弯曲性能测试中的应用

跨厚比恒等定律一般应用于手机、平板电脑、电视等电子产品显示面板的盖板、基板玻璃的弯曲性能测试。针对同条生产线或同种配方生产出不同厚度的玻璃片,设计了一种操作简便,但测试数据可信度高的测试方法。详细阐述了基于跨厚比恒等定律建立的弯曲性能测试方法,并采用不同厚度的电子玻璃对此定律进行了实际测试验证,测试结果表明该定律符合不同厚度材料弯曲性能的实际规律。

水平层状优势节理石灰岩采空区顶板破坏特征及其影响机制

为研究层状石灰岩采空区顶板的破坏特征及影响机制问题,在梅州某地下矿调研的基础上,构建采空区水平层状优势节理顶板力学模型,推导其应力分量表达式;结合M-C岩体强度准则,给出任意点岩体破坏判定值Z及其峰值数学式,分析顶板可能出现的变形破坏类型及失稳特征。结果表明:顶板的顶部、下部、两侧翼等位置出现4个判定峰值区域,依照Z值大小排序,分别对应脱落型(Ⅰ类)、挠曲型(Ⅱ类)、剪切型(Ⅲ类)等3种可能变形破坏形式。当Ⅰ、Ⅱ类变形破坏时,顶板具有“梯形拱”承载效应;当Ⅲ类变形破坏时,顶板具有类似“工”型承载特征。顶板破坏类型受安全系数m、跨厚比n和侧压系数k0等因素影响,其中,m、n为可控因素,k0为不可控因素。当k0和n既定时,m仅影响Ⅰ、Ⅱ类或Ⅰ、Ⅲ类破坏类型之间的转化,临界处m分别为2.02和1.22;当m和n既定时,k0影响方式与m的方式相同,临界处k0分别为1.25和1.33;当m和k0既定时,n将影响Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类等3种破坏类型之间转化,临界处n为1.6和3.5。采空区现场勘察结果验证理论分析结果的合理性。成果为此类矿山采空区顶板参数选择提供理论依据。

复合材料层合板的弯曲性能和试验

弯曲性能不用作设计参数。而弯曲试验,由于方法简单,却广泛用于质量检验。三点弯曲和四点弯曲试验,都存在剪切应力的影响,需要正确选择跨厚比,使剪切应力的影响降到最小。弯曲模量和弯曲强度都是只对均匀层合板;对非均匀层合板,弯曲模量和弯曲强度没有物理意义,其弯曲性能应该用弯曲刚度和最大弯矩来表述。

现浇混凝土空心板的优化设计

讨论了采用ANSYS优化工具进行箱体内模空心板的优化设计方法,以板的总造价为目标函数,根据空心板特点选择了较少的设计变量,简化了相关规范对空心板的强度、刚度和构造等要求的约束条件,采取了一些优化技巧,提高了优化效率。用等步长解空间搜索、零阶、一阶等优化方法结合,优化过程和结果可靠收敛于全局最优。分析了材料价格、材料强度、板面荷载和板的长宽比等因素对空心板造价和跨厚比的优化结果影响,得出板面荷载和板的长宽比是影响最优板跨厚比的主要因素,根据优化试验结果以回归方法编制了四边简支空心板优化设计表格,对设计有实用价值。

2.5D石英纤维织物增强二氧化硅基复合材料弯曲性能测试研究

简要介绍了 2 .5D石英纤维织物增强二氧化硅基复合材料弯曲性能测试装置 ,通过对比试验研究了试样跨厚比、变形测量等对材料弯曲性能的影响 ,用数理统计的方法对总体均值进行了显著性检验 。

C/C复合材料高温弯曲力学性能研究

研究了 C/C复合材料层合板在室温及 140 0℃高温下的弯曲性能。结果表明 ,在室温下随着跨厚比的增加 ,C/C复合材料层合板的弯曲强度亦增加 ,而剪应力却逐步下降 ;但当跨厚比≥ 8时 ,C/C复合材料层合板的弯曲强度不再增加 ,剪应力下降逐渐减缓并保持一恒定值 ;从室温到 140 0℃高温范围内 ,温度对 C/C复合材料层合板的临界跨厚比的影响甚小。

钢筋混凝土板式楼梯考虑踏步作用的挠度计算及设计建议

对于钢筋混凝土板式楼梯考虑踏步作用的现有研究,均是建立在理想匀质弹性材料的基础上,其适用性尚缺乏全面的非线性有限元分析验证。以踏步单元为研究对象,根据应力扩散假定及应变能等效原则,推导了梯板等效厚度理论公式。利用ABAQUS软件进行了非线性有限元分析,验证了等效厚度理论公式对于钢筋混凝土材料是适用的。经与有限元计算结果对比,表明理论公式具有很高的精度并略偏于安全。实际工程中,可以利用该公式进行挠度计算,使楼梯设计更为合理。

基于复合材料高阶理论的层合板面内应力分析

根据整体-局部1,2-3高阶理论求解受正弦载荷的不同跨厚比的四边简支板的面内应力σx和σy,并与有限元分析软件ABAQUS的计算结果以及精确解进行对比。数值结果表明,当板的跨厚比小于20时,高阶理论的面内应力结果比ABAQUS的计算结果精确;当板的跨厚比大于20时,两者的结果比较接近。