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多层梯度点阵夹芯结构抗爆性能研究

应用力学学报 2018年第1期35卷 185-190页

作者：韩笑杨丽红于国财曲嘉吴林志哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院先进船舶材料与力学工信部重点实验室哈尔滨150001

基于CONWEP对多层梯度点阵夹芯板在爆炸载荷下的动态响应进行了模拟研究。在相同爆炸载荷下,对四种梯度点阵模型的后面板中心挠度峰值进行了对比分析,讨论了各模型每层芯子的总变形能随相对密度比的变化规律,并对多层点阵夹芯板各层的... 详细信息

基于CONWEP对多层梯度点阵夹芯板在爆炸载荷下的动态响应进行了模拟研究。在相同爆炸载荷下,对四种梯度点阵模型的后面板中心挠度峰值进行了对比分析,讨论了各模型每层芯子的总变形能随相对密度比的变化规律,并对多层点阵夹芯板各层的变形情况进行了比较。分析结果表明:对于三层金字塔点阵夹芯结构,强弱相间的点阵夹芯板充分利用了前两层芯子的变形吸能,从而对第三层芯子和后面板起到了很好的保护作用;且在350g TNT炸药和200mm爆距的爆炸载荷下,相对密度比为0.5的强弱相间点阵夹芯板的后面板中心挠度峰值最小,抗爆冲击性能最优。

关键词：梯度点阵夹芯多层夹芯结构抗爆性能数值仿真

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碳纤维/树脂基复合材料曲壁蜂窝夹芯结构的三点弯曲性能

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应用数学和力学 2022年第5期43卷 490-498页

作者：刘鑫吴倩倩于国财吴林志哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室哈尔滨150006 哈尔滨工程大学先进船舶材料与力学工信部重点实验室哈尔滨150006

为研究碳纤维复合材料(CFRP)曲壁蜂窝结构在三点弯曲载荷作用下的承载特性与失效模式,对不同芯层高度、面板厚度的结构进行了理论预报、数值模拟及试验.首先,根据夹芯结构的主要失效模式,提出了相应的理论预报公式,并绘制了失效机制图;... 详细信息

为研究碳纤维复合材料(CFRP)曲壁蜂窝结构在三点弯曲载荷作用下的承载特性与失效模式,对不同芯层高度、面板厚度的结构进行了理论预报、数值模拟及试验.首先,根据夹芯结构的主要失效模式,提出了相应的理论预报公式,并绘制了失效机制图;其次,建立了CFRP曲壁蜂窝夹芯结构的有限元仿真模型,对其在三点弯曲载荷作用下的典型失效行为进行模拟;最后,通过模压成型工艺制备了不同尺寸的CFRP曲壁蜂窝夹芯结构,并将试验结果与理论、模拟结果进行比较.结果表明,蜂窝夹芯结构承载能力与芯层高度、面板厚度密切相关,结构芯层及面板刚度随其尺寸的减小而下降,导致结构失效模式由面芯脱黏失效变为面板压溃失效.

关键词：复合材料蜂窝夹芯结构三点弯曲

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边界和杆件倾角对沙漏点阵结构振动特性的影响

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哈尔滨工程大学学报 2019年第5期40卷 878-885页

作者：李爽杨金水吴林志于国财杨丽红曲嘉哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨工程大学先进船舶材料与力学工信部重点实验室哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所

为设计兼具优异承载与减振功能的先进轻质多功能结构材料,本文通过试验结合数值的方法研究和对比了新型金属沙漏型点阵结构和传统金字塔型点阵结构的固有振动和谐响应特性。基于模态有限元法和模态叠加法,研究了不同边界条件和芯子杆件... 详细信息

为设计兼具优异承载与减振功能的先进轻质多功能结构材料,本文通过试验结合数值的方法研究和对比了新型金属沙漏型点阵结构和传统金字塔型点阵结构的固有振动和谐响应特性。基于模态有限元法和模态叠加法,研究了不同边界条件和芯子杆件倾斜角度的沙漏和金字塔型点阵结构固有振动和谐响应特性,阐述了不同边界条件和杆件倾斜角度对结构加速度频响曲线和幅值的影响规律。结果表明:芯子相对密度相同时,沙漏型点阵结构具有较高的固有频率,且对边界条件和杆件倾斜角度变化更敏感。通过优化设计杆件倾斜角度可实现结构加速度频响幅值的调控,为下一步工程应用提供理论依据和技术储备。

关键词：沙漏型点阵结构边界条件倾斜角度振动模态加速度频响数值仿真

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多级复合材料蜂窝结构的力学性能

复合材料学报 2019年第9期36卷 2110-2118页

作者：杨志韬于国财刘鑫张笑瑜王增贤吴林志哈尔滨工程大学先进船舶材料与力学工信部重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

根据多级结构设计思想,把高性能聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫加入到单向碳纤维增强树脂复合材料之间,制备多级复合材料蜂窝结构。对多级复合材料蜂窝结构的平压性能进行了研究,包括多级复合材料蜂窝结构平压性能的理论预报和试验验证。研... 详细信息

根据多级结构设计思想,把高性能聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫加入到单向碳纤维增强树脂复合材料之间,制备多级复合材料蜂窝结构。对多级复合材料蜂窝结构的平压性能进行了研究,包括多级复合材料蜂窝结构平压性能的理论预报和试验验证。研究了多级复合材料蜂窝结构平压性能随结构等效密度变化的关系。并对多级复合材料蜂窝结构的三点弯曲性能进行了研究,主要包括理论预报和试验验证。通过理论研究对结构的失效模式进行了预报,绘制了失效模式机制图,并通过三点弯曲试验对理论预报结果进行了验证。

关键词：复合材料蜂窝结构多级结构平压性能三点弯曲性能

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碳纤维铝合金层板的力学性能和失效行为研究

碳纤维铝合金层板的力学性能和失效行为研究

中国力学大会——2013

作者：于国财吴林志马力哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所

通过实验研究了1-(2)2-2和3-2型CFALLs的拉伸,压缩,三点弯曲和低速冲击等力学性能。利用有限元方法模拟低速冲击载荷下CFALLs的失效过程,采用基于混合失效准则的界面内聚力单元模拟纤维金属分层问题。

关键词：

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金属沙漏型点阵结构的振动特性研究

金属沙漏型点阵结构的振动特性研究

2018年全国固体力学学术会议

作者：李爽杨金水于国财吴林志哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院先进船舶材料与力学工信部重点实验室

点阵结构因具有轻质、高比强和多功能一体化的特点,在诸多领域受到关注。为研究承载与减振功能于一体的轻质夹芯结构,本文设计制备了不同芯子相对密度的金属沙漏型点阵结构,采用模态试验结合有限元仿真的方法对其振动及谐响应特性进行... 详细信息

点阵结构因具有轻质、高比强和多功能一体化的特点,在诸多领域受到关注。为研究承载与减振功能于一体的轻质夹芯结构,本文设计制备了不同芯子相对密度的金属沙漏型点阵结构,采用模态试验结合有限元仿真的方法对其振动及谐响应特性进行了系统的研究,并与相同芯子相对密度的传统金字塔型点阵结构进行了对比。结果验证了有限元模型的可靠性,在此基础上,分析总结了改变芯子相对密度、夹芯结构的厚度、芯子杆件倾斜角度和夹芯结构的边界条件对金属沙漏型点阵结构振动特性及结构加速度频响曲线和幅值的影响规律。本文结果表明,通过设计、调整金属沙漏型点阵结构的结构参数,可优化其在振动和谐响应特性的表现,对该结构在工程上的应用具有一定的理论指导意义。

关键词：沙漏型金属点阵结构振动特性

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全碳纤维复合材料蜂窝结构的平压性能研究

全碳纤维复合材料蜂窝结构的平压性能研究

2018年全国固体力学学术会议

作者：于国财陈晓健王增贤冯丽佳哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院工程力学系哈尔滨工程大学先进船舶材料与力学工信部重点实验室所

复合材料铝蜂窝结构和芳纶纸蜂窝结构因具有较高的比强度和比刚度等力学性能,目前被广泛应用于各个领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能,如能将其用于制备蜂窝结构,将大幅提升复合材料蜂窝结构的力学性能。基于制备工艺可实现、力... 详细信息

复合材料铝蜂窝结构和芳纶纸蜂窝结构因具有较高的比强度和比刚度等力学性能,目前被广泛应用于各个领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能,如能将其用于制备蜂窝结构,将大幅提升复合材料蜂窝结构的力学性能。基于制备工艺可实现、力学性能有保证的原则,本文设计了曲面蜂窝结构,并采用模具热压工艺成功制备了全碳纤维复合材料曲面蜂窝结构,对其在平压载荷下的力学性能进行仿真分析和试验验证。数值计算结果与试验测试数据吻合较好,当蜂窝芯子相对密度为10.7%时,复合材料曲面蜂窝结构的失效模式为屈曲失效诱导的复合材料断裂失效,其平压强度达到55MPa,其比强度大于310×103m2/s2,显著优于相同相对密度的其他轻质夹芯结构。

关键词： T800碳纤维复合材料曲面蜂窝结构模具热压工艺平压强度失效模式

基于局域共振和Bragg散射的多层蜂窝的耦合带隙设计及隔振性能研究

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基于局域共振和Bragg散射的多层蜂窝的耦合带隙设计及隔振性能研究

中国力学大会-2021+1

作者：靳洋贾昕宇吴倩倩于国财吴林志复合材料与结构研究所哈尔滨工业大学先进船舶材料与力学重点实验室哈尔滨工程大学

利用局域共振和Bragg散射两种不同的声子晶体构造机理,本文提出了一种具有超宽耦合带隙的新型多层蜂窝超结构。通过建立基于有效质量的传递矩阵模型,详细研究了动力学参数(弹性模量、密度、层高比、振子频率和质量)对带隙位置和宽度的...

利用局域共振和Bragg散射两种不同的声子晶体构造机理,本文提出了一种具有超宽耦合带隙的新型多层蜂窝超结构。通过建立基于有效质量的传递矩阵模型,详细研究了动力学参数(弹性模量、密度、层高比、振子频率和质量)对带隙位置和宽度的影响规律。研究结果表明,当局域共振频率和一阶Bragg带隙上界相等时,耦合带隙的带宽最大。为了验证设计方法的有效性,本文制备了一个4层蜂窝超结构,并研究了其在不同负载情况下的隔振性能。实验和仿真结果表明,和传统的橡胶材料相比,具有超宽的隔振带隙。

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CFRP蜂窝结构界面强化方法及其力学机理

CFRP蜂窝结构界面强化方法及其力学机理

中国力学大会-2021+1

作者：王增贤于国财吴林志邓健卢天健南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学先进船舶材料与力学重点实验室

介绍/亮点Introduction/Highlight本文通过实验研究了CO2激光处理,光纤激光处理,表面微纹印刷技术处理(Micro grain printing technology,简称MGPT),打磨处理等不同的表面处理方法对碳纤维复合材料单搭剪切强度的影响。实验验证得到:表...

介绍/亮点Introduction/Highlight本文通过实验研究了CO2激光处理,光纤激光处理,表面微纹印刷技术处理(Micro grain printing technology,简称MGPT),打磨处理等不同的表面处理方法对碳纤维复合材料单搭剪切强度的影响。实验验证得到:表面微纹印刷处理方法显著提高了碳纤维复合材料试件的单搭剪切强度。综合分析发现表面微纹印刷处理工艺是强化复合材料表面连接性能的高效方法。同时采用表面微纹印刷处理方法用于强化碳纤维蜂窝结构面板和芯层、芯层和芯层之间连接性能。通过剪切实验表征处理工艺对碳纤维蜂窝连接性能的影响规律。推导了碳纤维蜂窝结构在剪切载荷下失效强度的理论预报公式,揭示了碳纤维蜂窝结构的失效机制。证明了表面微纹印刷处理方法适用于强化碳纤维复合材料蜂窝结构的力学性能。

关键词：