CFRP-铝合金层合板螺栓连接失效仿真及实验研究

基于ABAQUS有限元仿真软件,建立了碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)-铝合金层合板单搭接螺栓连接(单钉单剪)的有限元仿真模型,对不同铺层下单钉单剪接头的承载过程的损伤模式和失效形式进行了分析。探究了不同铺层对接头的承载强度的影响。为了验证仿真结果,对接头在拉伸承载条件下的进行了拉伸试验。结果表明,不同铺层的接头损伤主要表现为碳纤维以及孔周边胶层的拉伸损伤以及下层铝合金层的损伤失效。通过对比,从接头强度看,仿真结果与验证实验结果的误差在6%以内,说明此仿真模型的有效性,从而为该类型接头的设计及强度校核提供了较好的参考依据。

玻璃纤维增强铝合金层合板低速冲击响应分析

基于ABAQUS/Explicit建立了GLARE的有限元模型,分析了其在低速冲击载荷作用下的动态响应,讨论了低速冲击过程中冲头与层合板之间的接触力随冲头位移的变化过程,并进一步分析了低速过程中结构的破坏过程及能量平衡。研究发现:冲头承受的载荷在冲击过程中会发生剧烈变化,且在击穿GLARE前,载荷受冲击速度影响很小;冲头的动能损失基本转化成了层合板结构增加的内能,主要包括铝合金板的塑性变形能、整体材料应变能、因损伤破坏吸收的能量;其中铝合金板的塑性变形能占比最高,可通过进一步设计铝合金板来提高GLARE的抗冲击性能。本文为GLARE层合板在结构冲击防护中的设计及应用提供了重要的参考依据。

不锈钢/铝(铝合金)/不锈钢多层复合板残余应力研究

采用取条法和化学浸蚀法相结合对不锈钢 /铝 (铝合金 ) /不锈钢多层复合板的残余应力值进行了测量。结果表明外层不锈钢受到长度和宽度方向的残余拉应力作用 ,随着轧制复合变形量的增加 ,多层复合板的残余应力值会逐渐增大。此外还通过热 力耦合的弹塑性有限元法对不锈钢 /铝 (铝合金 ) /不锈钢多层复合板的残余应力场进行了模拟仿真 ,并将模拟结果与试验测量值进行了分析和对比。

纤维增强塑料－铝合金层合板分析

由纤维增强塑料板与铝合金板经热压粘合而成的层合板综合了纤维增强塑料与铝合金的优点，在飞机结构上有良好的应用前景，纤维增强塑料的热膨胀系数明显比铝合金的小，所以展板由热压粘合温度冷却后存在有害的残余应力，本文分析了纤维增强塑料－铝合金层板中热胀冷缩而形成的残余应力分布．纤维增强塑料的屈服应力、屈服应变明显比铝合金的高，所以可用拉伸塑性变形的方法，使展板中的铝合金产生塑性变形，从而在层板中形成有利的残余应力（预应力），本文分析了层板塑性拉伸后的残余应力分布，最后本文给出一算例，计算了层板因热胀冷缩而产生的残余应力和拉伸塑性变形后的残余应力．

飞机蒙皮用纤维金属层合板基体2024-T3铝合金薄板研究

利用金相显微镜、SEM、拉伸试验机、便携式粗糙度仪,研究了飞机蒙皮用纤维金属层合板基体2024-T3铝合金薄板。结果表明:2024铝合金的线膨胀系数和毛化后的表面粗糙度显著降低。随着自然时效时间的延长,材料的力学性能增大,5 h后趋于稳定,且抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达477、319 MPa和17%。这些参数可避免后期制备层合板时出现分层、纤维脱丝等现象。

碳纤维增强铝合金层合板的残余热应力分析

碳纤维增强铝合金层合板(CARALL)是由碳纤维复合材料和铝合金薄板制成的,由于碳纤维复合材料和铝合金的热膨胀系数相差很大,加热固化后会产生较大的残余热应力。本文对碳纤维增强铝合金层合板中残余热应力进行了分析,并在碳纤维增强铝合金层合板的加热固化阶段,使用二次加热法来降低碳纤维复合材料和铝合金薄板的粘结温度,从而降低残余热应力。

玻璃纤维-铝合金层合板补强拉伸性能及破坏机理研究

对含预置孔缺陷的玻璃纤维-铝合金层合板修补前后进行了拉伸试验,讨论了拉伸过程中载荷随拉伸位移的变化趋势,并分析了补强片对于材料拉伸强度的影响及断裂破坏形式。结果表明,修补前后的玻璃纤维-铝合金层合板在拉伸过程中均经历了屈服阶段,修补后的层合板表现出了更明显的屈服现象,且载荷在破坏前出现了较大波动,孔直径为6 mm、10 mm、12 mm的缺陷试样在补强后的极限强度修复率分别为17.7%、13.2%、20.6%,补强片使层合板在拉伸破坏后在断裂位置呈现双扇形损伤,补强片的破坏为胶膜的剪切破坏,破坏界面位于铝合金表面。

基于ABAQUS的碳纤维增强铝合金层合板的承载性能研究

碳纤维增强铝合金层合板材料是一种能够减轻桥面板自重的新型复合材料。本文运用ABAQUS软件建模分析的方法,研究了不同铝合金牌号和铺层结构对碳纤维铝合金层板材料面板的承载性能的影响,并与试验结果相验证。研究发现:由2024-T3、7075-T6牌号铝合金和[0/90/0]、[45/0/-45]铺层结构组合而成的4组3/2型碳纤维铝合金试件的初始刚度和极限荷载相差不大,极限位移存在明显差异,采用2024-T3铝合金的试件的极限位移比采用7075-T6铝合金的试件大,铺层结构为[45/0/-45]的极限位移比铺层结构为[0/90/0]的试件大;试件铝合金表面应变对称分布,采用2024-T3铝合金的试件的应变明显比采用7075-T6铝合金的试件大,且加载区短边应变水平明显高于长边;试件材料层损伤存在明显的先后顺序,其中0°纤维断裂最早发生,90°其次,45°纤维最晚,7075-T6铝合金断裂发生在纤维断裂之后,2024-T3铝合金断裂发生在纤维断裂过程中。

玻璃纤维-铝合金层合板氙灯老化性能研究

目的研究氙灯环境对玻璃纤维-铝合金层合板性能的影响。方法通过研究玻璃纤维-铝合金层合板在氙灯老化后的力学性能、基体红外光谱、铝合金表面形貌及元素变化,分析层合板的氙灯老化机理。结果随氙灯老化时间的延长,树脂基体老化降解程度越高,树脂与纤维、铝合金的界面强度下降,使材料拉伸及弯曲性能降低,拉伸强度受老化影响最为显著的是正交结构层合板,老化84 d后强度降低13.7%,正交结构0°方向层合板的弯曲强度受氙灯老化影响降低4.6%,其他试样的弯曲强度降幅均低于5%,氙灯老化后的铝合金层表面的微凹坑数量及尺寸无明显变化,但凹坑氧元素随老化周期延长略微增加。结论氙灯环境主要影响玻璃纤维-铝合金层合板中的复合材料层及各界面,树脂基体的降解导致力学性能的衰退,而对于铝合金的影响并不明显。

盐雾环境对玻璃纤维-铝合金层合板力学性能的影响

通过研究玻璃纤维-铝合金层合板在盐雾环境下不同老化周期后的力学性能及复合材料层红外光谱,分析了层合板在盐雾老化条件下的性能变化。在加速盐雾老化条件下,树脂基体发生了降解,树脂-纤维界面及表面铝合金发生腐蚀破坏,随老化时间的延长,0°及90°层合板的拉伸、压缩及面内剪切强度均呈现出明显的下降趋势,90°层合板内部受到的损伤更为严重,盐雾环境会降低层合板内热固性树脂基体的交联程度,并破坏树脂-纤维及树脂-铝合金的界面,影响应力在玻璃纤维-铝合金层合板层间的传递,使材料力学性能发生衰减。

不锈钢/铝(合金)/不锈钢多层复合板的冲压成型性能

通过实验测量了不锈钢/铝合金/不锈钢三层复合板和不锈钢/铝/铝合金/铝/不锈钢五层复合板的各项成型性能指标,并采用刚塑性有限元方法对这2种复合板在有压边力条件下的冲压成型过程进行了计算模拟分析,获得了各组元金属的变形规律以及等效应力、应变分布图。分析结果证明:五层复合板的冲压成型性能要优于三层复合板。

磁浮列车碳纤维车厢与铝合金夹层结构连接结构设计与优化

某型号磁悬浮列车车厢采用碳纤维复合材料,夹层结构采用铝合金,由于两种材料之间存在较大的电位差,易导致机械连接结构发生电化学腐蚀,进而引起连接结构破坏。因此采用共固化的方式对其连接结构进行设计。因碳纤维和铝合金热膨胀系数不同,为缓解温度引发的共固化连接结构内应力,从理论和仿真两个角度对连接结构的热应力进行了分析,并采用基因遗传算法对连接结构的铺层角度进行了优化。优化后连接结构最大应变下降了35.7%。

浅析不锈钢/铝(合金)/不锈钢多层复合板的冲压成型

本文将对不锈钢/铝(合金)/不锈钢多层复合板的成型性能参数进行实验,并对其结果进行分析与研究,表明该复合材料的冲压成型受发散退火温度以及轧制复合变形量的影响,实验表明五层复合材料的冲压成型性能比三层的好,是一种良好的冲压成型材料。

LY12/Cu双金属层合板的疲劳性能(Ⅰ)——面裂纹

考察了爆炸复合层状双金属板LY12 /Cu界面两侧材料弹塑性失配对面裂纹疲劳扩展行为的影响。结果表明 ,界面两侧材料的弹塑性失配对复合板面裂纹的扩展驱动力具有重要影响。当裂纹由弹性模量、屈服强度高的一侧向低的一侧扩展时 ,实际驱动力大于外加名义值 ;当裂纹由弹性模量、屈服强度低的一侧向高的一侧扩展时实际驱动力小于外加名义值 ,从而造成裂纹扩展的加速或止裂 ,其影响离界面越近效果越显著。但弹性失配在裂纹开始扩展直至界面的整个过程都起作用 ,而强度失配只在裂尖距界面一定距离内 (Rp)

复合材料补片胶接补强铝合金板残余热应力研究

复合材料补片胶接技术是一种有效修复飞机受损铝合金构件的低成本方法。补片与铝合金材料热膨胀系数的显著差异,会在构件中引入残余热应力,对构件性能造成不利影响。文中采用单向碳/环氧复合材料补片对航空铝合金LY12CZ薄板进行单面补强,并通过确定应力释放温度测量了铝板及补片上的残余热应变。结果表明,对完好铝板而言,铝板和补片的残余热应变可分别达到-488με和285με;对于含中心裂纹铝板而言,裂纹长度对于残余热应变的影响较小。采用经典层合板理论和双金属片模型分别预测了复合材料补片及铝合金板在胶接面上的残余热应力。经典层合板理论对补片和完好铝板残余热应力的预测值分别为-79.8MPa和50.8MPa;双金属片模型的计算值偏大,分别为-98.4MPa和64.6MPa。

新型墙体材料——铝合金幕墙板

随着高层建筑雨后春笋般的兴起,各种新型墙体或墙面材料应运而生,铝合金幕墙板就是其中的佼佼者。采用该种材料装饰的高层建筑具有雄伟、壮观的国际现代风格,烘托、构筑起现代大都市的繁荣景象。铝合金幕墙板性能独特,单位面积重量小,适应建筑物的各种几何形状。

3003/4004层合板铝合金热变形行为研究（英文）

利用Gleeble 3500热模拟机对3003/4004层合板铝合金进行了热压缩模拟实验,研究了在变形温度分别为300,350,400和450oC以及应变速率分别为0.05,0.5,5,25 s^(-1)的变形条件下3003/4004层合板铝合金的热变形行为。合金的热压缩曲线显示在开始阶段由于加工硬化效应,应力应变曲线迅速上升;随后由于合金的软化,应力应变曲线进入平稳状态。实验结果表明,合金的峰值应力随着应变速率的升高而升高,随着温度的升高而降低。同时,通过计算分析获得了描述应变速率、变形温度以及流变应力三者之间关系的本构方程。

碳纤维复材-铝合金双槽形截面层合板梁承载性能预测研究

为了研究具有双槽形异型截面的碳纤维增强铝合金层合板梁的弯曲承载性能,采用压力模压热固化成形工艺制备了两组碳纤维铺层结构分别为[0°/90°/0°]和[45°/0°/-45°]的双槽形截面层合板梁构件,进行了四点弯曲试验,获得了不同试件的极限弯曲荷载和破坏模式。针对二维Hashin失效准则的局限性,采用FORTRAN语言编写了适用于ABAQUS/Explicit显式分析算法的VUMAT子程序,实现了基于三维Hashin失效准则的CFRP层渐进损伤的数值模拟分析功能,对双槽形层合板梁的承载性能和破坏形式进行了分析。同时,基于经典层合板理论提出了一种预测碳纤维增强铝合金层合板梁安全承载力的理论方法。试验、数值模拟与理论计算结果的比较表明,所提出的安全承载力计算方法可用于预测碳纤维增强铝合金槽形截面层合板梁的安全承载力,可应用于异形截面层合板梁构件的设计。

三菱卡车用聚氨酯雅保丽固复合板面市

三菱树脂开发出了以复合板雅保丽固（ALPOLIC）夹住硬质发泡聚氨酯（Urethane）制成的卡车车体用板材雅保丽固DB和雅保丽固Light。将从2010年1月开始销售。雅保丽固是在聚乙烯（芯材）的两面贴上铝合金板使其合为一体的3层结构复合板，广泛用作建筑材料。

Alucobond铝塑复合板在金属屋面的应用

使用金属材料作为屋面是一种历史悠久建筑屋面形式,已经有两千多年的历史,随着人类文明和科学技术的不断发展,铝合金及其复合材料逐步取代其他金属材料而被应用于建筑金属屋面。本文以"法国欧莱雅公司办公楼项目"为例,向大家展示铝塑复合板屋面的设计和施工特点,为发展迅猛的中国金属屋面市场提供借鉴。