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Tensile Mechanical Behavior and Failure Mechanism of a Plain-Woven SiCf/SiC Composites at Room and Elevated Temperatures
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作者 Jianze He Xuefeng Teng +3 位作者 Xiao’an Hu Xiao Luo Qi Zeng Xueqiang Cao 《Journal of Materials Science and Chemical Engineering》 2024年第4期67-83,共17页
Ceramic matrix composites (CMCs) are the preferred materials for solving advanced aerospace high-temperature structural components;it has the comprehensive advantages of higher temperature (~1500˚C) and low density. I... Ceramic matrix composites (CMCs) are the preferred materials for solving advanced aerospace high-temperature structural components;it has the comprehensive advantages of higher temperature (~1500˚C) and low density. In service environments, CMCs exhibit complex damage mechanisms and failure modes, which are affected by constituent materials, meso-architecture and inhere defects. In this paper, the in-plane tensile mechanical behavior of a plain-woven SiCf/SiC composite at room and elevated temperatures was investigated, and the factors affecting the tensile strength of the material were discussed in depth. The results show that the tensile modulus and strength of SiCf/SiC composites at high temperature are lower, but the fracture strain increases and the toughness of the composites is enhanced;the stitching holes significantly weaken the tensile strength of the material, resulting in the material is easy to break at the cross-section with stitching holes. 展开更多
关键词 plain-woven SiCf/SiC composites Damage and Failure Analysis Stitching Hole
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On a Standard Parametric Modeling Method of Micro-Structure of Plain Woven Composite
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作者 Shanli Wang 《Journal of Textile Science and Technology》 2016年第3期56-66,共11页
A new standard parametric modeling method of the micro-structure of plain woven composite is proposed. It is based on good analysis of the mechanical property of the yarn, weaving law of plain woven, and other factors... A new standard parametric modeling method of the micro-structure of plain woven composite is proposed. It is based on good analysis of the mechanical property of the yarn, weaving law of plain woven, and other factors. The method implements a woven fabric composite visual engineering modeling process standardization, and it gives five steps to calculate the key micro-structural parameters of the yarn including the cross-section and the trajectory of the central Line. On the basis, the digital model of a plain woven composite has been constructed. The experimental result shows that the forecast for the mechanical property of the model using finite-element simulation analysis is consistent with the actual value. The shape and the structure of the model are also consistent with the solid. 展开更多
关键词 plain woven composite MICRO-STRUCTURE Parametric Modeling Standardization Process
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Effects of jute fibre content on the mechanical and dynamic mechanical properties of the composites in structural applications 被引量:1
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作者 Suhad D.Salman 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第6期1098-1105,共8页
Due to notable characteristics,sustainability concept and environmental issues,hybridisation natural with synthetic fibres to fabricate composites have been rapidly gaining market share in different applications(struc... Due to notable characteristics,sustainability concept and environmental issues,hybridisation natural with synthetic fibres to fabricate composites have been rapidly gaining market share in different applications(structural,military,aerospace and automotive vehicles).Compression,tension and fatigue tests of various stacking sequences of plain jute/carbon reinforced(PVB)polyvinyl butyral by hot hydraulic press technique were experimentally conducted.Six types of fabricated composites with various constituents(jute,carbon and their hybrids)were fabricated and tested.Notably,fatigue lifetime of hybrids increases with increasing the carbon content relative to the jute fibre content.On the other hand,Jute composites possess high strain compared to pure carbon composite,which gives an overall improvement in mechanical behaviours.Interestingly,H1 hybrid with Carbon/Jute/Carbon sequences offers similar fatigue stiffness behaviour of H3 hybrid with Carbon/Jute/Carbon/Jute sequences when subjected to cyclic loading.Carbon composite(C)exhibited the highest fatigue resistance,whiles jute composite(J)possessed the highest strain and semi brittle trends in both mechanical and fatigue performance.Results concluded that plain jute fibres could partially replace high-cost synthetic carbon fibres to produce more eco-friendly hybrids to be utilised in different composites industries. 展开更多
关键词 plain woven JUTE Carbon fabric Hybrid composite MECHANICAL Cyclic loading MORPHOLOGICAL Fatigue properties
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Experimental and numerical investigation of mechanical behavior of plain woven CFRP composites subjected to three-point bending 被引量:1
4
作者 Qiaoli ZHAO Yuliang HOU +2 位作者 Weihan WANG Yutong LIU Cheng LI 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第7期505-517,共13页
The mechanical behavior of plain woven Carbon Fiber-Reinforced Polymer(CFRP)composites under Three-Point Bending(TPB)is investigated via experimental and numerical approaches.Multiscale models,including microscale,mes... The mechanical behavior of plain woven Carbon Fiber-Reinforced Polymer(CFRP)composites under Three-Point Bending(TPB)is investigated via experimental and numerical approaches.Multiscale models,including microscale,mesoscale and macroscale models,have been developed to characterize the TPB strength and damages.Thereinto,Representative Volume Elements(RVEs)of the microscale and mesoscale structures are established to determine the effective properties of carbon-fiber yarn and CFRP composites,respectively.Aimed at accurately and efficiently predicting the TPB behavior,an Equivalent Cross-Ply Laminate(ECPL)cell is proposed to simplify the inherent woven architecture,and the effective properties of the subcell are computed using a local homogenization approach.The macroscale model of the TPB specimen is constructed by a topology structure of ECPL cells to predict the mechanical behavior.The TPB experiments have been performed to validate the multiscale models.Both the experimental and numerical results reveal that delamination mainly appears in the top and bottom interfaces of the CFRP laminates.And matrix cracking and delamination are identified as the significant damage modes during the TPB process.Finally,the quasi-static and dynamic behaviors of plain woven composites are discussed by comparing the results of Low-Velocity Impact(LVI)and TPB simulations. 展开更多
关键词 Equivalent Cross-Ply Laminate(ECPL)cell Local homogenization Multiscale modeling plain woven CFRP composites Three-Point Bending(TPB)behavior
原文传递
芳纶平纹编织复合材料平板弹道冲击特性及损伤分析
5
作者 牟浩蕾 李仪 +2 位作者 宋东方 解江 冯振宇 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期89-97,104,共10页
为了研究1000D629T/EPMOLD110芳纶平纹编织复合材料平板抗冲击行为及损伤特性,采用真空辅助树脂灌注成型技术(VARI)和树脂传递模塑成型技术(RTM)加工不同厚度的平板试验件,通过空气炮装置进行弹道冲击试验。同时,基于芳纶平纹编织复合... 为了研究1000D629T/EPMOLD110芳纶平纹编织复合材料平板抗冲击行为及损伤特性,采用真空辅助树脂灌注成型技术(VARI)和树脂传递模塑成型技术(RTM)加工不同厚度的平板试验件,通过空气炮装置进行弹道冲击试验。同时,基于芳纶平纹编织复合材料基础力学性能试验数据,建立经验证的细观代表体积单元(RVE)模型,通过拟合确定宏观模型的材料本构参数;建立芳纶平纹编织复合材料平板弹道冲击宏观有限元模型,结合CT扫描结果进一步分析其弹道极限特性及损伤形貌等。结果表明:芳纶平纹编织复合材料平板在圆柱弹体冲击试验下的失效模式主要为纤维拉伸断裂、纤维脱出、面外剪切与层间分离等;随着平板厚度增加,其弹道极限相应增加,且与VARI工艺相比,采用RTM工艺可将芳纶平纹编织复合材料平板的抗冲击性能提升5%;芳纶平纹编织复合材料平板宏观模型的弹道冲击仿真结果与试验结果吻合较好,弹道极限误差在1%以内。 展开更多
关键词 芳纶平纹编织复合材料 弹道冲击试验 损伤分析 细观代表体积单元(RVE) 数值模拟
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平纹编织复合材料加筋壁板低速冲击及冲击后压缩性能多尺度分析
6
作者 王维韩 侯玉亮 +2 位作者 赵巧莉 刘雨桐 李成 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期109-117,202,共10页
该文通过构建平纹编织复合材料(plain woven composites,PWC)的微/细/宏观多尺度模型,对复合材料T型和工型加筋壁板的低速冲击(low-velocity impact,LVI)和冲击后压缩(compression after impact,CAI)性能进行分析。根据PWC内部结构特征... 该文通过构建平纹编织复合材料(plain woven composites,PWC)的微/细/宏观多尺度模型,对复合材料T型和工型加筋壁板的低速冲击(low-velocity impact,LVI)和冲击后压缩(compression after impact,CAI)性能进行分析。根据PWC内部结构特征,构建微观和细观代表性体积单元(representative volume element,RVE)模型,通过施加不同的载荷条件,预测其等效力学参数。同时,基于局部均匀化方法,将细观RVE模型转化为包含0°和90°子胞的等效交叉层合板(equivalent cross-ply laminate,ECPL)胞元。通过ECPL胞元建立PWC加筋壁板的宏观分析模型,并进行LVI和CAI性能分析。首先进行了能量为8 J、10 J和12 J的LVI试验和多尺度模拟,研究了PWC加筋壁板在LVI载荷下的力学行为。随后,对不同能量冲击后的加筋壁板进行CAI试验和数值模拟,研究其冲击后压缩剩余力学性能和损伤行为。最后,通过对比分析不同能量冲击下的LVI和CAI试验和预测结果,发现多尺度模型对加筋壁板力学性能的预测误差均小于6%,验证了该多尺度模型的有效性。试验和预测结果表明,在CAI载荷作用下,PWC加筋壁板的蒙皮部分沿着冲击损伤的位置发生完全断裂,其中,纤维断裂和层间分层成为PWC加筋壁板的主要损伤形式。此外,工型加筋壁板表现出更好的抵抗压缩强度衰减能力。 展开更多
关键词 平纹编织复合材料 加筋壁板 多尺度模型 低速冲击 冲击后压缩
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PVDF膜材双轴全域拉伸非线性及力学参数研究
7
作者 张燚聪 陈建稳 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期5-13,39,共10页
为了明确织物膜材从拉伸到破坏整个过程的双轴拉伸性能,以典型PVDF涂层聚酯织物为研究对象,通过七个应力比下的双轴单调拉伸试验,利用编写的MATLAB程序获得了涂层织物复杂的变形性能和精确的弹性参数,并对其变形和力学参数进行响应面分... 为了明确织物膜材从拉伸到破坏整个过程的双轴拉伸性能,以典型PVDF涂层聚酯织物为研究对象,通过七个应力比下的双轴单调拉伸试验,利用编写的MATLAB程序获得了涂层织物复杂的变形性能和精确的弹性参数,并对其变形和力学参数进行响应面分析,揭示了涂层织物在不同应力水平和应力比下弹性模量、泊松比和正交各向异性的演化规律。结果表明,全域应力范围内材料的弹性参数和正交各向异性特征随着应力比和应力水平的改变而显著变化。此外,基于单、双轴拉伸应力-应变的关系,引入了表示双轴单调拉伸试验中拉伸与收缩比例的刚度耦合系数,推导出了弹性模量公式,其计算值与试验值吻合较好。研究所得结论可为膜结构工程中织物膜材的拉伸力学性能以及膜面破坏分析提供有益参考。 展开更多
关键词 平纹织物膜材 响应面 双轴单调拉伸 弹性参数 全域应力范围 复合材料
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高温下平纹编织碳/酚醛复合材料等效热导率的理论预测及分析
8
作者 王一帆 王秋雨 +3 位作者 曹涛锋 陈晨 陈磊 陶文铨 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期667-674,共8页
高温下平纹编织碳/酚醛复合材料的热学性能研究是一个难点。根据材料的微观结构演变及热解机理,将三相周期性立方消融模型与现有的两相复合材料模型相结合,构建了平纹编织碳/酚醛复合材料热导率的理论预测模型。综合考虑酚醛基体孔隙率... 高温下平纹编织碳/酚醛复合材料的热学性能研究是一个难点。根据材料的微观结构演变及热解机理,将三相周期性立方消融模型与现有的两相复合材料模型相结合,构建了平纹编织碳/酚醛复合材料热导率的理论预测模型。综合考虑酚醛基体孔隙率、增强碳纤维体积分数以及温度等因素,研究了酚醛和碳纤维材料、基于微观特征体积单元的碳纱线以及基于介观特征体积单元的平纹编织碳/酚醛复合材料在高温下热导率的动态响应,并对材料热导率的各向异性进行了分析。随着纱线含量的增加,碳/酚醛复合材料在平行织面和垂直织面上的热导率都会增加,并且平行织面方向的热导率比垂直织面方向大4~10倍。所建模型可以用于预测高温下酚醛材料及碳纤维材料、碳纱线和平纹织物复合材料的等效热导率。 展开更多
关键词 平纹编织 碳/酚醛复合材料 高温热导率
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基于MMF理论的平纹织物复合材料细观强度性能研究
9
作者 高安 《轻工机械》 CAS 2024年第4期16-24,35,共10页
为探究平纹织物复合材料的组分细观强度,笔者基于细观力学失效(micro-mechanics of failure, MMF)理论提出了一种确定平纹织物复合材料细观强度的跨尺度分析方法。建立了单向带复合材料和平纹织物复合材料纤维束的细观尺度代表体积单元... 为探究平纹织物复合材料的组分细观强度,笔者基于细观力学失效(micro-mechanics of failure, MMF)理论提出了一种确定平纹织物复合材料细观强度的跨尺度分析方法。建立了单向带复合材料和平纹织物复合材料纤维束的细观尺度代表体积单元有限元模型,并介绍了基于代表体积单元模型的宏-细观应力转换方法;根据单向带复合材料的宏观强度测试结果确定了单向带复合材料的组分细观强度;以单向带复合材料组分细观强度为基础,根据组分强度不变的假设反推了平纹织物复合材料的纤维束强度,并以平纹织物复合材料层板宏观强度试验结果对反推所得的纤维束强度进行了校验与修正;以纤维束强度为基础,结合细观尺度代表体积单元模型,确定了平纹织物复合材料的纤维、基体组分强度。针对T300/环氧复合材料,应用上述方法并结合宏观强度测试,确定了平纹织物复合材料的组分细观强度。研究结果表明所提出的分析方法和计算结果与实验结果较为符合,可应用于实际工程复合材料。 展开更多
关键词 复合材料 平纹织物 细观力学失效 细观强度 跨尺度方法
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三点弯曲工况下编织碳纤维复合材料方管的材料特性研究 被引量:2
10
作者 陈光 冯玉鹏 +2 位作者 解东旋 肖森 景国玺 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期598-606,共9页
在汽车碰撞产生的弯曲载荷下,复合材料安全构件应具有抵抗变形和耗散碰撞能量的能力。为确定三点弯曲工况中编织碳纤维复合材料薄壁梁的渐进损伤材料模型力学参数,开展了编织碳纤维复合材料力学特性试验和编织碳纤维复合材料方管三点弯... 在汽车碰撞产生的弯曲载荷下,复合材料安全构件应具有抵抗变形和耗散碰撞能量的能力。为确定三点弯曲工况中编织碳纤维复合材料薄壁梁的渐进损伤材料模型力学参数,开展了编织碳纤维复合材料力学特性试验和编织碳纤维复合材料方管三点弯曲试验,获得了该材料的基本力学参数、弯曲失效历程及力-变形特性。进而分析了渐进损伤材料模型中各非试验参数对仿真结果的影响,讨论了多层壳建模方法的有效性。通过与试验结果的对比,获得了复合材料渐进损伤模型的非试验参数和有效的仿真建模方法。获得的材料特性可用于该材料结构在相似工况中的碰撞仿真分析。 展开更多
关键词 平纹编织碳纤维增强复合材料 力学特性 三点弯曲 材料模型 模型标定
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碳纤维平纹机织复合材料低速冲击损伤的非线性超声检测研究 被引量:1
11
作者 程振锋 贾康康 李成 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第5期94-101,共8页
针对碳纤维环氧树脂基平纹机织复合材料的低速冲击损伤,构建了低速冲击-超声检测一体化有限元模型。基于渐进均匀化方法构建了平纹机织复合材料的真实细观单胞模型;基于三维Hashin失效准则对扩展的宏观复合材料板模型在不同冲击能量下... 针对碳纤维环氧树脂基平纹机织复合材料的低速冲击损伤,构建了低速冲击-超声检测一体化有限元模型。基于渐进均匀化方法构建了平纹机织复合材料的真实细观单胞模型;基于三维Hashin失效准则对扩展的宏观复合材料板模型在不同冲击能量下的低速冲击损伤进行数值模拟;通过超声Lamb波对损伤区域的非线性响应评估材料内部的损伤情况。利用RAM-5000 SNAP非线性超声检测系统对不同冲击能量的试验试样进行检测,对比仿真结果。结果表明:一体化模型有效可行;超声Lamb波可用于检测机织材料的冲击损伤,其二次谐波幅值和相对二次非线性系数随冲击能量的增大而增大。 展开更多
关键词 平纹机织复合材料 低速冲击 非线性超声检测 LAMB波 非线性系数
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平纹机织复合材料纯电动汽车电池箱多尺度可靠性优化设计 被引量:1
12
作者 吴自强 陈振中 夏雨 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第4期66-75,135,共11页
为了充分发挥碳纤维复合材料的潜能,提出一种多尺度的复合材料结构可靠性优化设计方法。以平纹机织复合材料新能源汽车电池箱为研究对象,基于有限元法的均匀化理论预测方法,将机织复合材料各尺度之间的弹性参数进行关联,建立复合材料弹... 为了充分发挥碳纤维复合材料的潜能,提出一种多尺度的复合材料结构可靠性优化设计方法。以平纹机织复合材料新能源汽车电池箱为研究对象,基于有限元法的均匀化理论预测方法,将机织复合材料各尺度之间的弹性参数进行关联,建立复合材料弹性性能预测解析模型和电池箱有限元模型。鉴于复合材料结构和设计变量受不确定性因素的影响,结合Kriging代理模型、SORA(stochastic optimal routing algorithm)法和蒙特卡洛仿真法,实现机织复合材料电池箱的多尺度可靠性优化设计。结果表明,优化后的电池箱在满足可靠性和轻量化要求的同时,能有效提高电池箱的模态频率和刚度,可为机织复合材料汽车零部件的优化设计提供指导。 展开更多
关键词 平纹机织复合材料 电动汽车 电池箱 预测模型 多尺度仿真 可靠性优化
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基于ANSYS环境的平面编织层合板拉伸破坏数值仿真 被引量:16
13
作者 邹健 程小全 +2 位作者 邵世纲 范金娟 张卫芳 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期180-184,共5页
以ANSYS为平台编制了具有可移植性的APDL程序,建立了损伤累积模型,对平面编织层合板的损伤破坏行为进行了数值仿真。该模型对适合于单向铺层的Hanshin判据和Reddy刚度衰减方法进行了相应的修正。为验证模型的有效性,对G803/5224平面编... 以ANSYS为平台编制了具有可移植性的APDL程序,建立了损伤累积模型,对平面编织层合板的损伤破坏行为进行了数值仿真。该模型对适合于单向铺层的Hanshin判据和Reddy刚度衰减方法进行了相应的修正。为验证模型的有效性,对G803/5224平面编织光滑板、孔板进行了相应的试验研究。结果表明,该模型仿真结果与试验结果吻合,并且比较简单直观,为平面编织层合板的损伤扩展与破坏的研究提供了便于工程应用的数字化手段。 展开更多
关键词 平面编织复合材料 数值仿真 损伤 拉伸强度
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2D-C/SiC复合材料的宏观拉压特性和失效模式 被引量:53
14
作者 管国阳 矫桂琼 张增光 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期81-85,共5页
通过拉伸、压缩实验,从宏观上研究了平纹编织C/SiC复合材料在简单载荷作用下模量、残余应变及泊松比的变化。通过断口观察,分析了材料在面内拉、压载荷作用下的损伤与失效模式。实验结果表明,拉伸载荷作用下,材料在低应力就开始损伤。0&... 通过拉伸、压缩实验,从宏观上研究了平纹编织C/SiC复合材料在简单载荷作用下模量、残余应变及泊松比的变化。通过断口观察,分析了材料在面内拉、压载荷作用下的损伤与失效模式。实验结果表明,拉伸载荷作用下,材料在低应力就开始损伤。0°纤维束表面基体开裂和层间裂纹是主要损伤形式。损伤后,随着应力增加,拉伸卸载模量、泊松比线性减小,残余应变增加;压缩应力-应变基本呈直线关系,模量、泊松比基本不变。拉伸破坏表现为韧性断裂,断裂机理为分层后0°纤维束的断裂、携带90°纤维束拔出;压缩破坏形成一个与加载方向成13°的断裂平面,破坏机理为层间裂纹、0°/90°纤维束之间裂纹和90°纤维束内裂纹的产生和迅速扩展、最后0°纤维束剪切断裂。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 力学性能 拉伸 压缩 平纹编织
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织物结构对复合材料力学性能影响的试验研究 被引量:12
15
作者 李丽英 孟松鹤 +3 位作者 许承海 张涛 王国勇 刘建军 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期6-12,共7页
为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异,通过宏观拉压试验,研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能,并利用声发射对试验过程进行实时监测,对破坏后的断口进行显微镜观... 为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异,通过宏观拉压试验,研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能,并利用声发射对试验过程进行实时监测,对破坏后的断口进行显微镜观察分析,分别给出了两种材料的拉伸和压缩破坏机制.研究结果表明:织物结构形式对复合材料的力学性能有较大影响,与经编织物复合材料相比,平纹织物复合材料的拉伸、压缩强度均较低,且其拉伸、压缩破坏试样的断口相对齐平,分层现象不明显;根据声发射监测结果可以判定两种复合材料损伤过程中的损伤类型,与经编织物相比,平纹织物复合材料拉/压过程中的声发射电压信号相对稳定且整体强度较低. 展开更多
关键词 经编织物 平纹织物 复合材料 力学性能 声发射
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二维平纹编织复合材料压缩力学行为研究 被引量:11
16
作者 于平 周平 +1 位作者 吴承伟 SEABROOKS L 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期224-228,共5页
通过对二维平纹编织复合材料压缩力学性能进行三维有限元计算,对复合材料在沿垂直于编织平面方向和纤维束方向压缩后的微观应力场进行了分析。对于沿垂直于编织平面方向的压缩(即横向压缩),发现在经纬向纤维束相互交替处基体材料的横向... 通过对二维平纹编织复合材料压缩力学性能进行三维有限元计算,对复合材料在沿垂直于编织平面方向和纤维束方向压缩后的微观应力场进行了分析。对于沿垂直于编织平面方向的压缩(即横向压缩),发现在经纬向纤维束相互交替处基体材料的横向压应力最大,是其薄弱部位。分析表明,与0°/90°层合板相比,编织复合材料受到横向压缩载荷时,自由边界处层间剪应力较大,容易发生层间裂纹,与实验观察相吻合。通过改变纤维束截面尺寸和纤维束之间间隙大小研究了破坏面角度的变化。 展开更多
关键词 复合材料 平纹 有限元 横向压缩
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平纹编织C/SiC材料复杂应力状态的力学行为试验研究 被引量:8
17
作者 王翔 王波 +1 位作者 矫桂琼 常岩军 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期35-39,共5页
利用Arcan夹具,实现对2D平纹编织C/SiC复合材料拉剪、压剪加载试验,研究材料在复杂应力状态下的力学行为,分析材料的损伤演化和失效模式。试验结果表明,材料在拉剪复杂应力状态下不同角度的应力—应变曲线呈现非线性关系;在压剪复杂应力... 利用Arcan夹具,实现对2D平纹编织C/SiC复合材料拉剪、压剪加载试验,研究材料在复杂应力状态下的力学行为,分析材料的损伤演化和失效模式。试验结果表明,材料在拉剪复杂应力状态下不同角度的应力—应变曲线呈现非线性关系;在压剪复杂应力下,随着加载角度增大,应力—应变曲线非线性程度增大。断口分析表明纯剪切形成平齐断口,受拉应力影响材料在拉剪复杂应力状态下形成斜断口。试验分析表明,适当的压应力能提高抗剪切破坏能力。偏移型椭圆失效判据与试验值吻合较好,该失效判据能较好地描述材料在复杂应力状态下的破坏行为,能较好反映材料的强度特征。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料(CMCs) 平纹编织 Arcan夹具 力学行为
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平纹编织C/SiC复合材料的剪切性能 被引量:22
18
作者 管国阳 矫桂琼 张增光 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期515-517,共3页
采用IOSIPESCU纯剪切试件,改进反对称四点弯曲装置进行循环加卸载,试验研究了CVI工艺二维平纹编织C/SiC复合材料的面内剪切特性。分析了不同应力水平下卸载模量、残余应变的变化。基于试验研究结果,将剪切应变分解为弹性应变与非弹性应... 采用IOSIPESCU纯剪切试件,改进反对称四点弯曲装置进行循环加卸载,试验研究了CVI工艺二维平纹编织C/SiC复合材料的面内剪切特性。分析了不同应力水平下卸载模量、残余应变的变化。基于试验研究结果,将剪切应变分解为弹性应变与非弹性应变,分别分析弹性应变和非弹性应变的变化规律,给出了剪切应力应变关系表达式。试件断裂时,最窄截面位置形成平断面,断面扫描电镜分析发现,基体和界面裂纹是主要损伤机理,0°纤维束最后断裂。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 剪切性能 平纹编织 破坏机理
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机织复合材料的本构关系与成形性研究 被引量:13
19
作者 朱波 余同希 陶肖明 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期327-340,共14页
对机织复合材料的成形性研究文献进行综述.首先介绍了纺织复合材料的种类、力学和物理特性及其工业背景.接着,从实验、理论、计算3个方面概述了目前对平纹机织复合材料的成形性以及工业冲压技术研究的进展.对于平纹机织复合材料,剪切变... 对机织复合材料的成形性研究文献进行综述.首先介绍了纺织复合材料的种类、力学和物理特性及其工业背景.接着,从实验、理论、计算3个方面概述了目前对平纹机织复合材料的成形性以及工业冲压技术研究的进展.对于平纹机织复合材料,剪切变形是最主要的变形形式,其本构关系具有非线性的特征.通过对材料样品纯剪切行为的观测,发现了相应的皱曲现象并引入了“锁定角”的概念.大量的实验研究了材料在工业冲压中的可能出现的变形模式及其对皱曲的影响.随后,从理论上介绍了对材料本构关系(包含了拉、压、剪)的系统性模拟,以及冲压过程中有限元数值计算方面的进展.材料的成形性还受到冲压温度、模具对材料的压力、模具与材料表面的摩擦等多种因素的影响.文章对这些问题的研究——作了简要的介绍,其中许多研究工作不仅得到了重要的结论,还开创了相关课题研究的先河,受到了人们的普遍关注.文章的最后,在总结前人成果的基础上讨论了今后的研究方向,并对该领域的发展作了展望. 展开更多
关键词 纺织复合材料 本构关系 成形性 锁定角 皱曲 平纹 冲压
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平纹编织陶瓷基复合材料面内剪切细观损伤行为研究 被引量:12
20
作者 郭洪宝 王波 +1 位作者 贾普荣 杨成鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期361-368,共8页
采用约西佩斯库(Iosipescu)纯剪切试件,研究了平纹编织Si C/Si C和C/Si C复合材料的面内剪切应力-应变行为和细观损伤特性.通过试验获得了材料不同方向上的单调和迟滞应力-应变行为,对比分析了两种材料的剪切损伤特性,结果表明材料的剪... 采用约西佩斯库(Iosipescu)纯剪切试件,研究了平纹编织Si C/Si C和C/Si C复合材料的面内剪切应力-应变行为和细观损伤特性.通过试验获得了材料不同方向上的单调和迟滞应力-应变行为,对比分析了两种材料的剪切损伤特性,结果表明材料的剪切损伤演化规律受热残余应力水平影响严重.由试件断口电镜扫描结果发现剪切加载状态下桥连纤维承受显著的弯曲载荷和变形,据此提出了纤维弯曲承载机制,并结合裂纹闭合效应分阶段阐释了材料的剪切迟滞环形状.基于材料的剪切细观损伤机制,通过两个损伤变量表征了材料的剪切损伤演化进程,得到了材料的面内剪切细观损伤演化模型.对比发现2D-C/Si C复合材料45?方向基体裂纹的起裂应力明显小于2D-Si C/Si C复合材料,而两者0?/90?方向裂纹的起裂应力基本相同. 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 平纹编织 面内剪切 纤维弯曲承载机制 细观损伤演化
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