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基于Tsai-Wu失效准则的TSCB人行桥强度分析 被引量:7
1
作者 卢志强 李德源 Luca Diviani 《广东工业大学学报》 CAS 2014年第1期101-106,共6页
随着FRP(Fiber Reinforced Polymer)技术的快速发展,给公共和工业用人行桥提供了新型有效的解决方案.FRP建造桥梁结构具有施工速度快、重量轻、耐腐蚀性好、易于维护等优点.本文以瑞士FRP结构TSCB(Twin Shape Composed Beam)人行桥为工... 随着FRP(Fiber Reinforced Polymer)技术的快速发展,给公共和工业用人行桥提供了新型有效的解决方案.FRP建造桥梁结构具有施工速度快、重量轻、耐腐蚀性好、易于维护等优点.本文以瑞士FRP结构TSCB(Twin Shape Composed Beam)人行桥为工程背景,利用有限元分析软件ANSYS对TSCB人行桥桥梁强度及形变进行了有限元仿真分析.对TSCB人行桥在极限行人载荷下的跨中竖向最大挠度进行了仿真,并运用Tsai-Wu失效准则对TSCB人行桥的各层材料进行了强度分析,为TSCB人行桥的安全性提供了设计参考. 展开更多
关键词 FRP人行桥 三明治结构 tsai-wu失效准则 强度分析 最大挠度 有限元仿真
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基于Tsai-Wu失效准则的复合材料气瓶爆破压力预测与试验验证 被引量:1
2
作者 邓淞文 盛鹰 +1 位作者 贾彬 王汝恒 《西南科技大学学报》 CAS 2022年第3期21-28,59,共9页
针对车载CNG复合材料气瓶,根据网格理论设计了碳纤维在气瓶的封头段与筒身段的缠绕角度与厚度,并利用ANSYS APDL语言实现了碳纤维在封头段的变角度与变厚度缠绕,建立了复合材料气瓶三维有限元分析模型,利用该有限元模型进行了各种内压... 针对车载CNG复合材料气瓶,根据网格理论设计了碳纤维在气瓶的封头段与筒身段的缠绕角度与厚度,并利用ANSYS APDL语言实现了碳纤维在封头段的变角度与变厚度缠绕,建立了复合材料气瓶三维有限元分析模型,利用该有限元模型进行了各种内压工况下的强度分析,并基于Tsai-Wu失效准则,得出复合材料层的破坏因子,预测了该气瓶的爆破压力与爆破位置并通过爆破试验验证了有限元计算的正确性。结果表明,该复合材料气瓶爆破内压为67 MPa,爆破位置在筒身段与封头段的过渡处,并沿筒身段扩展。 展开更多
关键词 复合材料气瓶 tsai-wu失效准则 爆破压力 网格理论 数值模拟
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铺层对直升机整流罩失效的影响研究
3
作者 徐永亮 《中国科技纵横》 2024年第8期88-90,共3页
直升机整流罩具有维形整流、包覆天线等作用。在结构设计时,针对实际使用工况,对结构失效模式进行预测,以指导结构设计,提高产品安全性。考虑层合壳的整流罩模型,各层之间纤维铺设角度不同,采用Tsai-Wu失效准则对各层的失效情况进行预... 直升机整流罩具有维形整流、包覆天线等作用。在结构设计时,针对实际使用工况,对结构失效模式进行预测,以指导结构设计,提高产品安全性。考虑层合壳的整流罩模型,各层之间纤维铺设角度不同,采用Tsai-Wu失效准则对各层的失效情况进行预测。研究结果表明,铺层角度垂直于载荷方向的纤维层最容易失效。 展开更多
关键词 直升机 整流罩 tsai-wu失效准则
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一种GFRP材料工字型梁截面合理性研究 被引量:1
4
作者 陈云鹤 张广友 金广谦 《国防交通工程与技术》 2013年第4期21-24,48,共5页
新型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)工字型梁具有重量轻、耐腐蚀以及架设方便等特点,在工程应用中前景十分广阔。为了得到复合材料构件横截面的更合理形式,选用拉挤成型GFRP工字型梁作为分析试验对象。使用Kollar公式、Tsai-wu准则和特征... 新型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)工字型梁具有重量轻、耐腐蚀以及架设方便等特点,在工程应用中前景十分广阔。为了得到复合材料构件横截面的更合理形式,选用拉挤成型GFRP工字型梁作为分析试验对象。使用Kollar公式、Tsai-wu准则和特征值屈曲方法分析了梁的极限承载能力,针对破坏特点对梁进行了局部的补强,并进行了试验研究。试验结果表明:工字型截面的补强方法能有效提高梁的承载能力,但这种局部补强后的破坏形式表明材料的抗拉强度仍未充分发挥,且对梁刚度改善并不明显。 展开更多
关键词 GFRP 工字型梁 tsai-wu准则 有限元分析 弯曲强度 补强
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玻璃钢天线弯曲破坏分析与改进 被引量:1
5
作者 江雄 毛春见 孔桂清 《电子机械工程》 2017年第4期31-34,共4页
某玻璃钢天线的载荷条件发生了较大改变,文中对其进行了弯曲破坏分析及设计改进。利用ANSYS完成静载荷计算,使用Tsai-Wu强度准则进行强度校核,计算发现在60%的极限载荷下天线根部会出现破坏现象,静力试验验证了仿真的准确性。根据有限... 某玻璃钢天线的载荷条件发生了较大改变,文中对其进行了弯曲破坏分析及设计改进。利用ANSYS完成静载荷计算,使用Tsai-Wu强度准则进行强度校核,计算发现在60%的极限载荷下天线根部会出现破坏现象,静力试验验证了仿真的准确性。根据有限元分析结果对结构进行了改进,应力较大的底座使用钛合金材料制作,底座和蒙皮之间采用螺钉连接,改进后的天线顺利通过了试验考核。在设计阶段进行有限元分析可提前发现问题,节省研制时间,降低后续试验的风险。 展开更多
关键词 玻璃钢天线 有限元 tsai-wu准则 静力试验
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GFRP双腹板型材主梁静力分析与静载试验
6
作者 赵晶 张广友 陈云鹤 《国防交通工程与技术》 2014年第3期20-23,28,共5页
GFRP材料有着轻质、高强、耐腐蚀等优点,工程应用前景十分广阔,但GFRP型材作为桥梁主梁的应用鲜见。通过采用当量圆模型对车辆荷载进行了简化,利用有限元软件和Tsai-Wu准则,对将GFRP型材用作桥梁主梁进行了静力分析。静力分析和静载试... GFRP材料有着轻质、高强、耐腐蚀等优点,工程应用前景十分广阔,但GFRP型材作为桥梁主梁的应用鲜见。通过采用当量圆模型对车辆荷载进行了简化,利用有限元软件和Tsai-Wu准则,对将GFRP型材用作桥梁主梁进行了静力分析。静力分析和静载试验的结果均表明:尽管GFRP材料弹性模量小,作为桥梁主梁刚度较小,跨中挠度值比较大,但该材料具有十分良好的弹性恢复能力,GFRP双腹板型材可满足作为轻便桥梁主梁的使用要求。 展开更多
关键词 GFRP型材 双腹板 静力计算 tsai-wu准则 静载试验
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变厚度FRP曲面夹芯板受力性能分析 被引量:2
7
作者 袁谱 张攀 冯鹏 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期9-18,共10页
研究了一种变厚度FRP曲面夹芯板的受力性能。利用有限元软件,在拉伸、剪切和弯曲作用下,分析变厚度FRP曲面夹芯板应力分布情况,分析结果得出,应力的最大值发生在支座部位并沿着板长减小。基于Tsai-Wu准则和第一、三主应力,在拉伸、剪切... 研究了一种变厚度FRP曲面夹芯板的受力性能。利用有限元软件,在拉伸、剪切和弯曲作用下,分析变厚度FRP曲面夹芯板应力分布情况,分析结果得出,应力的最大值发生在支座部位并沿着板长减小。基于Tsai-Wu准则和第一、三主应力,在拉伸、剪切和弯曲组合荷载作用下,考察面层厚度、芯部厚度和铺层方向对破坏模式的影响,分析结果表明,分别增大面层厚度或芯部厚度,或采用0/90/0/90铺层角度,都可以提高夹芯板强度性能,为GFRP曲面夹芯板设计提供指导。 展开更多
关键词 tsai-wu准则 第一、三主应力 荷载组合 变厚度 曲面夹芯板
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典型编织结构复合材料强度性能的预测
8
作者 王广海 张跃 +3 位作者 张凡伟 刘春俊 张大海 李仲平 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A02期495-498,共4页
以Tsai-Wu强度准则为基础,将三维编织复合材料看作横观各向同性材料,从而对Tsai-Wu强度准则的各阶强度张量系数进行简化,提出了一种计算三维编织复合材料拉伸强度的理论方法。计算了不同编织角和纤维体积分数下,三维四向和正交三向编织... 以Tsai-Wu强度准则为基础,将三维编织复合材料看作横观各向同性材料,从而对Tsai-Wu强度准则的各阶强度张量系数进行简化,提出了一种计算三维编织复合材料拉伸强度的理论方法。计算了不同编织角和纤维体积分数下,三维四向和正交三向编织复合材料的拉伸强度,并探讨了编织角和纤维体积分数对编织复合材料强度性能的影响,计算结果与实验结果符合较好。 展开更多
关键词 三维编织复合材料 强度 tsai-wu准则
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碳纤维复合材料车体结构强度仿真分析与结构优化 被引量:4
9
作者 谢素明 张高威 程亚军 《大连交通大学学报》 CAS 2021年第4期23-27,共5页
利用子模型和结构优化技术相结合的方法,对碳纤维复合材料司机室的地铁车体结构进行强度研究.基于复合材料力学特点,建立地铁车车体有限元模型;在EN12663-2010标准中静态载荷作用下,对其车体结构进行静强度有限元分析,运用Tsai-Wu失效... 利用子模型和结构优化技术相结合的方法,对碳纤维复合材料司机室的地铁车体结构进行强度研究.基于复合材料力学特点,建立地铁车车体有限元模型;在EN12663-2010标准中静态载荷作用下,对其车体结构进行静强度有限元分析,运用Tsai-Wu失效准则对碳纤维复合材料司机室进行评价,找出其薄弱部位出现在司机室骨架上,并提出改进方案;最后,以铺层厚度和角度为设计变量,以Tsai-Wu失效因子小于0.9为约束,以CFRP质量最小为目标,对司机室骨架进行结构优化,优化后Tsai-Wu失效因子为0.897,骨架减重33%. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料车体 tsai-wu失效准则 静强度 结构优化
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复合材料定向管动态特征与轻量化分析
10
作者 章桥新 刘俊松 +2 位作者 丁建 黄涛 余金桂 《武汉理工大学学报(信息与管理工程版)》 CAS 2015年第2期170-173,共4页
从复合材料定向管的动态特征研究出发,以铺层厚度h和铺层角θ为优化设计变量,基于TsaiWu失效准则,在满足强度要求的条件下,以质量最轻为优化目标,运用多岛遗传算法与序列二次规划法相结合的优化策略,基于i SIGHT优化平台建立了定向管的... 从复合材料定向管的动态特征研究出发,以铺层厚度h和铺层角θ为优化设计变量,基于TsaiWu失效准则,在满足强度要求的条件下,以质量最轻为优化目标,运用多岛遗传算法与序列二次规划法相结合的优化策略,基于i SIGHT优化平台建立了定向管的动力学优化求解框架,获得了具有优异综合性能的复合材料定向管的设计方案。结果表明,优化后的复合材料定向管质量减轻了24%。 展开更多
关键词 复合材料定向管 动态特征 tsai-wu失效准则 动力学优化
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特高压线路碳纤维复合绝缘子卡具设计与分析 被引量:4
11
作者 颜城 黄雄峰 +2 位作者 姜岚 孔韬 王杰 《电力科学与工程》 2019年第9期64-69,共6页
针对目前1 000 kV特高压输电线路闭式绝缘子卡具尺寸较大、重量较重、高空作业困难的特点,以1 000 kV输电线路更换550 kN瓷质绝缘子所用的闭式卡NGK550为研究对象,采用碳纤维复合材料设计新型碳纤维复合绝缘子卡具。利用有限元方法,基于... 针对目前1 000 kV特高压输电线路闭式绝缘子卡具尺寸较大、重量较重、高空作业困难的特点,以1 000 kV输电线路更换550 kN瓷质绝缘子所用的闭式卡NGK550为研究对象,采用碳纤维复合材料设计新型碳纤维复合绝缘子卡具。利用有限元方法,基于Tsai-Wu失效准则,对碳纤维复合绝缘子卡具进行力学性能分析。结果表明碳纤维复合绝缘子卡具在静态试验荷载225 kN作用下未发生破坏,满足设计要求。通过力学试验进一步验证了有限元分析结果的正确性和结构设计的可行性。在满足强度要求的同时,碳纤维复合绝缘子卡具重量比闭式卡NGK550轻了59.62%,大大减轻了闭式绝缘子的重量。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 闭式绝缘子卡具 tsai-wu失效准则 有限元方法
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考虑接触摩擦与各向异性性能的碳纤维复合芯导线(ACCC)径向耐压性能的有限元分析 被引量:2
12
作者 朱院院 张晓敏 +1 位作者 龙鹏 蒋渝 《玻璃钢/复合材料》 CAS 北大核心 2019年第8期29-34,共6页
为了确定碳纤维复合芯导线(正交各向异性复合材料)在架线压接施工过程中合理的压接载荷范围,研究该复合材料的径向力学性能,确保架空导线在电网中的安全稳定运行。使用ANSYS软件以1∶1的比例建立了Ф7.5mm的碳纤维复合芯棒的各向异性材... 为了确定碳纤维复合芯导线(正交各向异性复合材料)在架线压接施工过程中合理的压接载荷范围,研究该复合材料的径向力学性能,确保架空导线在电网中的安全稳定运行。使用ANSYS软件以1∶1的比例建立了Ф7.5mm的碳纤维复合芯棒的各向异性材料模型与耐张线夹的三维有限元模型,利用Tsai-Wu失效准则判定复合芯棒失效行为,同时考虑了复合芯棒与外层铝绞线、耐张线夹之间的接触与摩擦行为,对复合芯棒的压接施工过程进行了非线性静力学有限元分析。结果表明:在碳纤维复合芯导线压接施工过程中,单模压力如果小于24MPa,则芯棒易从金具腔中拉脱;如果压力大于28MPa,则复合芯易被压碎;但是复合芯在金具靠近楔形夹一侧由于应力集中更容易压损,该侧压力应相对较小,在21MPa^23MPa为宜。 展开更多
关键词 碳纤维复合芯导线(ACCC) tsai-wu失效准则 耐张线夹 压接 接触 摩擦行为
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通用飞机复合材料翼尖结构强度分析 被引量:2
13
作者 陈辉 胡卿 +1 位作者 刘金朋 梁文峰 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期729-737,共9页
目的针对一种通用飞机机翼翼尖结构进行有限元建模,对结构存在大开口的下蒙皮维修口盖处的强度进行分析,并对结构参数进行优化.方法基于机翼翼尖结构模型通过PATRAN进行有限元模型建立、网格划分以及加载边界条件,并使用NASTRAN对模型... 目的针对一种通用飞机机翼翼尖结构进行有限元建模,对结构存在大开口的下蒙皮维修口盖处的强度进行分析,并对结构参数进行优化.方法基于机翼翼尖结构模型通过PATRAN进行有限元模型建立、网格划分以及加载边界条件,并使用NASTRAN对模型进行分析计算,得出的数据再配以公式主要针对下蒙皮结构的Tsai-Wu失效准则进行分析,得出结果并对结构参数进行优化.结果结果表明:计算结果下蒙皮口盖存在局部应力值过高,其Tsai-Wu的最大失效指数为1.87;利用经典层合板理论进行优化后翼尖下蒙皮临界失效指数为0.821,应力水平明显降低满足设计要求.结论通过翼尖结构数模使用PATRAN建立机翼翼尖的有限元模型,并通过有限元分析得出的结果对结构设计进行优化,为结构设计优化提供了数据支撑,同时减少了相关的结构试验. 展开更多
关键词 复合材料 通用飞机 翼尖 tsai-wu失效准则 有限元模型
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复合材料电梯层门强度特性研究 被引量:2
14
作者 陈栋栋 毛翰宇 杨凯杰 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第7期706-711,共6页
针对电梯层门应用复合材料的强度特性问题,对层门门扇及筋板进行了复合材料反对称正交铺层设计,利用复合材料有限元法与Tsai-Wu强度失效准则,对其结构强度特性进行了研究。在层门型式试验验证有限元模型有效的基础上,分别选取单轴玻璃... 针对电梯层门应用复合材料的强度特性问题,对层门门扇及筋板进行了复合材料反对称正交铺层设计,利用复合材料有限元法与Tsai-Wu强度失效准则,对其结构强度特性进行了研究。在层门型式试验验证有限元模型有效的基础上,分别选取单轴玻璃纤维环氧树脂(E-G)和碳纤维环氧树脂(E-C)材料,详细对比了不同层门门扇厚度、筋板个数对层门强度特性的影响。研究表明:在反正对称正交铺层设计下,E-G与E-C复合材料层门均可满足电梯层门设计要求,E-G与E-C复合材料横向压缩强度幅值数倍于横向拉伸强度,门扇内侧区域面内受最大拉伸应力,而外侧区域受最大压缩应力,其层门强度特性主要由横向应力分布主导,提高复合材料性能、门扇厚度和筋板个数目均可有效改善层门整体强度特性。 展开更多
关键词 复合材料 电梯层门 有限元法 tsai-wu强度准则 反对称正交铺层
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CFRP防撞梁低速碰撞渐进损伤及优化 被引量:2
15
作者 黄德明 朱孙科 +2 位作者 王秋林 孙永刚 郑佳秋 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2997-3008,共12页
为预测和控制低速碰撞中碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)防撞梁损伤程度,建立了含CFRP防撞梁的有限元显式动力学碰撞模型,防撞梁层内采用实体复合材料模拟其力学特性,采用Cohesive单元模拟CFRP层间相互作用。发展了基于Tsai-Wu张量理论的V... 为预测和控制低速碰撞中碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)防撞梁损伤程度,建立了含CFRP防撞梁的有限元显式动力学碰撞模型,防撞梁层内采用实体复合材料模拟其力学特性,采用Cohesive单元模拟CFRP层间相互作用。发展了基于Tsai-Wu张量理论的VUSDFLD子程序用于判定碰撞过程中复合材料单元6个方向损伤,失效单元按照突降退化模型进行刚度折减,利用Johnson-Cook本构模型模拟铝合金强化层碰撞损伤,其失效单元采用线性连续退化模型进行刚度折减。通过[±45°/45°/0°/0°/90°/−45°/0°/0°/90°]_(s)和[±45°/45°/0°/0°/0°/−45°/90°/−45°/0°/0°/90°]_(s)两种CFRP防撞梁铺层结构碰撞结果与含铝合金强化层CFRP防撞梁碰撞结果对比可知,在层内单元数相同的情况下,CFRP防撞梁增设4层复合材料铺层后,失效单元数量降低明显;碰撞过程中含铝合金强化层的多材料混合防撞梁结构在质量基本不变的情况下,失效单元数显著降低。结果表明,所开发的VUSDFLD子程序能够用于复合材料防撞梁的显式动力学碰撞损伤模拟,基于碰撞损伤的计算结果为CFRP防撞梁的结构设计提供参考。 展开更多
关键词 CFRP 显式动力学 tsai-wu失效准则 铝合金材料 碰撞损伤
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