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复合材料层压板剩余刚度-剩余强度关联模型

复合材料学报 2008年第5期25卷 151-156页

作者：廉伟姚卫星南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

基于剩余强度和剩余刚度取决于同一损伤状态的假设,给出了基于剩余刚度的损伤定义和基于剩余强度的损伤定义之间的关系,建立了剩余刚度-剩余强度关联模型。用3种不同铺层形式的层压板试验数据对本文中提出的剩余刚度模型及剩余强度模型... 详细信息

基于剩余强度和剩余刚度取决于同一损伤状态的假设,给出了基于剩余刚度的损伤定义和基于剩余强度的损伤定义之间的关系,建立了剩余刚度-剩余强度关联模型。用3种不同铺层形式的层压板试验数据对本文中提出的剩余刚度模型及剩余强度模型进行了验证,结果表明:本文中提出的剩余刚度和剩余强度模型能很好地描述复合材料层压板疲劳过程中的剩余刚度和剩余强度退化规律;通过关联模型,可以在已知剩余刚度退化规律的前提下,用少量剩余强度试验确定剩余强度退化规律;与剩余刚度关联的剩余强度模型中的参数可以被认为是材料常数。

关键词：复合材料层压板疲劳累积损伤剩余强度剩余刚度

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飞机结构疲劳寿命分析的一些特殊问题

南京航空航天大学学报 2008年第4期40卷 433-441页

作者：姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016

简要介绍了当前飞机结构疲劳寿命分析中遇到的腐蚀疲劳、蠕变疲劳、振动疲劳和复合材料疲劳等特殊问题,回顾了解决这些问题已有的主要处理方法,并介绍了作者的一些研究成果,从疲劳寿命评估方法论的角度,讨论了处理这些问题还需要进行的... 详细信息

简要介绍了当前飞机结构疲劳寿命分析中遇到的腐蚀疲劳、蠕变疲劳、振动疲劳和复合材料疲劳等特殊问题,回顾了解决这些问题已有的主要处理方法,并介绍了作者的一些研究成果,从疲劳寿命评估方法论的角度,讨论了处理这些问题还需要进行的基本研究。

关键词：疲劳损伤疲劳寿命腐蚀疲劳蠕变疲劳振动疲劳复合材料有机玻璃

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考虑模型性不确定性的应力-强度干涉模型

力学学报 2008年第6期40卷 834-839页

作者：包洪兵姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016

传统干涉模型未考虑设计变量的模型性不确定性影响.通过讨论模型性不确定性的来源,以概率应力-强度干涉模型为基础引入描述模型性不确定性的随机变量H.分析了H的分布形式,并分别给出了大、小样本容量时H分布参数的计算方法,从而建立了... 详细信息

传统干涉模型未考虑设计变量的模型性不确定性影响.通过讨论模型性不确定性的来源,以概率应力-强度干涉模型为基础引入描述模型性不确定性的随机变量H.分析了H的分布形式,并分别给出了大、小样本容量时H分布参数的计算方法,从而建立了考虑模型性不确定性的应力-强度干涉模型,同时给出了可靠性指标β的算法.分析结果表明该文提出的干涉模型可以很好地描述模型性不确定性.

关键词：应力-强度干涉模型模型性不确定性贝叶斯法最大熵原理可靠性

A Model of the Fatigue Life Distribution of Composite Laminates Based on Their Static Strength Distribution

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Chinese Journal of Aeronautics 2008年第3期21卷 241-246页

作者：吴富强姚卫星南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

The reasons of the static strength dispersion and the fatigue life dispersion of composite laminates are analyzed in this article. It is concluded that the inner original defects, which derived from the manufacturing process of composite laminates, are the common and major reason of causing the random distributions of the static strength and the fatigue life. And there is a correlative relation between the two distributions. With the study of statistical relationship between the fatigue loading and the fatigue life in the uniform confidence level and the same survival rate S-N curves of material, the relationship between the static strength distribution and the fatigue life distribution through a material S-N curve model has been obtained. And then the model which is used to describe the distributions of fatigue life of composites, based on their distributions of static strength, is set up. This model reasonably reflects the effects of the inner original defects on the static strength dispersion and on the fatigue life dispersion of composite laminates. The experimental data of three kinds of composite laminates are employed to verify this model, and the results show that this model can predict the random distributions of fatigue life for composites under any fatigue loads fairly well.

关键词： composite static strength fatigue life S-N curve random distribution

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剪滞效应对复合材料固化变形影响的数值分析

中国机械工程 2021年第5期32卷 611-616,623页

作者：乔巍姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

通过分析固化过程中热、化学收缩及材料性能之间的多场耦合,建立了复合材料固化变形的三维数值仿真模型。预测结果与试验结果的对比,证明了所建模型具有较高的计算精度。基于所建模型,研究了剪滞效应的机理及影响,结果表明:剪滞效应随... 详细信息

通过分析固化过程中热、化学收缩及材料性能之间的多场耦合,建立了复合材料固化变形的三维数值仿真模型。预测结果与试验结果的对比,证明了所建模型具有较高的计算精度。基于所建模型,研究了剪滞效应的机理及影响,结果表明:剪滞效应随着构件厚度的增大而增强,但构件转角半径对剪滞效应的影响很小;剪滞效应是影响构件固化变形的一个重要因素,构件固化变形随着剪滞效应的增强而减小。

关键词：复合材料固化变形剪滞效应数值模拟

基于有限元仿真的含中心孔层压板强度预测方法

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航空学报 2009年第8期30卷 1440-1446页

作者：廉伟姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

在材料承载应力不可能超过其自身强度的原则上,假设复合材料遵循弹性-塑性等效就位力学行为,提出了一种基于线弹性有限元分析的含中心孔层压板渐进失效和强度预测的仿真方法;在仿真中对单元材料属性进行随机赋值以模拟真实材料状态,采用... 详细信息

在材料承载应力不可能超过其自身强度的原则上,假设复合材料遵循弹性-塑性等效就位力学行为,提出了一种基于线弹性有限元分析的含中心孔层压板渐进失效和强度预测的仿真方法;在仿真中对单元材料属性进行随机赋值以模拟真实材料状态,采用Hashin准则对材料失效进行判定并对失效材料按照其失效模式进行弹性常数退化;通过试验测试了5种不同铺层的玻璃/环氧复合材料带孔层压板的强度,在不单独考虑分层的条件下,含孔层压板的预测强度与试验结果吻合较好,与传统有限元预测方法相比,本方法不需要人为地确定失效材料的退化因子。

关键词：复合材料层压板中心孔就位特性有限元分析渐进失效

纤维断裂引起层合板多向刚度减缩的细观力学模型

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南京航空航天大学学报 2002年第5期34卷 413-417页

作者：姚卫星翟洪军南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

研究了纤维断裂对连续纤维增强树脂基复合材料刚度的影响 ,建立了分析这种影响的细观力学模型 ,给出了描述纤维断裂引起的单向板四个弹性常数减缩的表达式。分析结果表明 :在纤维断裂为主要损伤控制模式阶段。

关键词：复合材料纤维断裂细观力学模型刚度

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镍基单晶合金低周机械疲劳寿命模型评述

材料导报 2020年第9期34卷 124-131,151页

作者：李飘姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

航空发动机叶片等先进动力推进系统涡轮叶片长期服役于高温、高压、高离心力的工作环境,对叶片材料的性能有很高的要求。普通多晶合金材料存在晶界,晶界处较为脆弱,裂纹易滋生于晶界并沿晶界扩展。采用定向凝固工艺的镍基单晶合金消除... 详细信息

航空发动机叶片等先进动力推进系统涡轮叶片长期服役于高温、高压、高离心力的工作环境,对叶片材料的性能有很高的要求。普通多晶合金材料存在晶界,晶界处较为脆弱,裂纹易滋生于晶界并沿晶界扩展。采用定向凝固工艺的镍基单晶合金消除了晶界组织,具有较高的高温强度、良好的蠕变与疲劳抗力、优异的热稳定性,长久以来一直作为涡轮叶片材料使用。镍基单晶材料的疲劳损伤是直接影响叶片服役时间的一个重要因素,疲劳损伤的评估依赖于合理有效的疲劳寿命模型。镍基单晶材料的疲劳模型涉及范围很广泛。一方面,材料的工作环境复杂,涉及的疲劳问题包括机械疲劳、热疲劳、热机械疲劳以及蠕变疲劳等。另一方面,单晶材料本身的各向异性带来了疲劳性能的各向异性,取向偏离这一铸造缺陷决定了单晶材料的实际使用取向并非材料性能的择优取向。目前,研究者们主要从复杂环境带来的复杂疲劳状态和单晶本身的各向异性方面进行疲劳寿命模型的探究。针对复杂的疲劳状态,目前的疲劳模型从基本机械疲劳出发,向各个侧重探究方向延伸,尚没有广泛适用且机理清晰的模型。机械疲劳模型的探究仍处于前列。在针对材料本身各向异性的研究方面,学者们提出了不同的各向异性疲劳性能的处理方式,如基于单晶体弹性模量各向异性的取向因子类模型,这类模型因操作简单而适合工程应用,但其预测能力缺乏评估。由于复杂疲劳状态涉及范围太广,本文立足于低周机械疲劳,分类整理了其疲劳模型,按照疲劳损伤参量的定义思路将模型分为宏观损伤参量模型和微观损伤参量模型两大类,论述了各类模型的建模原理。同时收集了五种镍基单晶材料的11组疲劳试验数据,对典型模型进行了评估,以期为进一步探究镍基单晶的疲劳寿命模型提供参考。

关键词：镍基单晶合金低周机械疲劳寿命模型

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基于工程梁理论的联结翼结构重量特性

南京航空航天大学学报 2009年第4期41卷 475-480页

作者：石钢姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016

基于工程梁理论建立了联结翼结构重量特性分析模型,给出了联结翼结构详细的内力解答,研究了联结翼布局参数(包括掠角、反角、端板高度、载荷比)对于结构重量的影响。研究结果表明:联结翼布局的内力在前、后翼间重新分配,从而提高了结构... 详细信息

基于工程梁理论建立了联结翼结构重量特性分析模型,给出了联结翼结构详细的内力解答,研究了联结翼布局参数(包括掠角、反角、端板高度、载荷比)对于结构重量的影响。研究结果表明:联结翼布局的内力在前、后翼间重新分配,从而提高了结构效率。研究结果对联结翼结构设计具有一定指导意义。

关键词：联结翼布局工程梁理论结构设计