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复合材料修补结构的疲劳寿命预测方法

机械强度 2004年第Z1期26卷 130-133页

作者：吕胜利姚磊江童小燕西北工业大学国防科技研究院西安710072

针对复合材料修补结构应力分布复杂的特点 ,在剩余强度衰减模型的基础上引入局部应力应变法的分析思想 ,建立起复合材料修补结构的疲劳寿命预测模型。

关键词：疲劳修补结构复合材料

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复合材料修补结构疲劳寿命分析方法研究

机械科学与技术 2006年第9期25卷 1018-1020页

作者：吕胜利姚磊江童小燕西北工业大学国防科技研究院西安710072

结合工艺方法,研究典型缺陷损伤的修理方法,针对复合材料修补结构应力分布复杂的特点,在剩余强度衰减模型的基础上引入局部应力应变法的分析思想,建立起复合材料修补结构的疲劳寿命预测模型。通过建立修补结构的力学分析模型,在分析了... 详细信息

结合工艺方法,研究典型缺陷损伤的修理方法,针对复合材料修补结构应力分布复杂的特点,在剩余强度衰减模型的基础上引入局部应力应变法的分析思想,建立起复合材料修补结构的疲劳寿命预测模型。通过建立修补结构的力学分析模型,在分析了修补结构的危险部位和应力集中的基础上,利用寿命预测模型,分析和讨论补片直径和补片厚度两个修补参数对修补结构疲劳寿命的影响规律。

关键词：疲劳寿命修补结构复合材料

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飞机修补结构的相容位移分析

华中理工大学学报 1999年第2期27卷 40-42页

作者：程站起金健雄陈传尧华中理工大学力学系

以飞机修补结构分析为背景，讨论了适于修补结构快速分析计算的相容位移方法．用此方法，对某典型修补结构进行分析计算，讨论了铆钉直径、补强板与蒙皮板的厚度比、切口大小和补强板边距变化对补强区应力变化趋势的影响。

关键词：相容位移分析应力分析修补结构飞机修理

复合材料补片尺寸和形状对铝板修补结构lamb波传播影响

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玻璃钢／复合材料 2017年第7期 60-64页

作者：纪志星李成铁瑛赵竹君宋成杰郑州大学机械工程学院郑州450001

借助于ANSYS软件建立包含铝板、复合材料层合板补片、胶层和压电陶瓷片(PZT)的压电和逆压电效应的模型,实现在结构中激励和接收lamb波信号,并以试验验证模型的正确性。利用损伤对结构中lamb波传播特性的影响,对复合材料补片修补后的金... 详细信息

借助于ANSYS软件建立包含铝板、复合材料层合板补片、胶层和压电陶瓷片(PZT)的压电和逆压电效应的模型,实现在结构中激励和接收lamb波信号,并以试验验证模型的正确性。利用损伤对结构中lamb波传播特性的影响,对复合材料补片修补后的金属损伤结构的损伤检测进行数值模拟研究,研究不同补片尺寸及形状修补8 mm孔对lamb波损伤检测的影响。结果表明,圆形、方形、菱形补片的仿真模拟结果显示不同的形状对A0和S0波包的影响差异较大,不同尺寸的菱形补片也对A0和S0波包有较大差异。

关键词：压电片 lamb波修补结构复合材料波包

不同冲击速度下复合材料修补结构的失效分析研究

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不同冲击速度下复合材料修补结构的失效分析研究

作者：王林鹏郑州大学

学位级别：硕士

20世纪40年代复合材料开始被应用于航空、电子领域,随着人们对复合材料优越性能认识的不断加深,现在复合材料广泛应用于航空航天、船舶制造、防护装备、机械制造等各个领域。随着复合材料在飞机结构及防护装备等领域越来越广泛的应用,... 详细信息

20世纪40年代复合材料开始被应用于航空、电子领域,随着人们对复合材料优越性能认识的不断加深,现在复合材料广泛应用于航空航天、船舶制造、防护装备、机械制造等各个领域。随着复合材料在飞机结构及防护装备等领域越来越广泛的应用,复合材料的冲击损伤问题,受到越来越多的重视。复合材料层合板由两层或两层以上单层板压制而成。纤维之间、纤维与基质之间、层与层之间容易发生纤维断裂、基质开裂和分层等不同形式的失效。为了提高复合材料的抗冲击性能,通常选用高模量、高强度的基体,同时在一定范围内增加纤维含量。冲击损伤按冲击能量大小可分为三类:高能量、中等能量和低能量冲击损伤。高速冲击损伤,如子弹、高速粒子冲击,可以造成层合板贯穿性损伤,并且出现小范围的分层和比较平整的纤维断裂;中等能量冲击时不发生贯穿损伤,在冲击点附近出现纤维断裂,层合板弯曲变形造成的大范围分层和背面的纤维断裂。低能量冲击损伤为不可见损伤,在复合材料内部出现基体开裂或者轻微的纤维断裂。本文主要研究了复合材料修补结构在冲击作用下各个子层的失效情况,以及讨论了不同形状、不同尺寸补片的修补效果。首先,本文建立了子弹低速冲击复合材料层合板模型,得到子弹在冲击过程中的力-位移曲线,并将数值结果与实验结果对比,验证模型的有效性。其次,本文分别建立了子弹高速冲击复合材料修补结构模型和子弹中速冲击复合材料修补结构模型,分析了复合材料母板每个子层在冲击过程中的材料失效以及损伤孔的存在对失效结果的影响。最后,本文分析了不同形状、不同尺寸补片对修补效果的影响。

关键词：复合材料层合板修补结构补片尺寸补片形状

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复合材料修补结构的疲劳寿命预测方法

复合材料修补结构的疲劳寿命预测方法

第十二届全国疲劳与断裂学术会议

作者：吕胜利姚磊江童小燕西北工业大学国防科技研究院

针对复合材料修补结构应力分布复杂的特点,在剩余强度衰减模型的基础上引入局部应力应变法的分析思想,建立起复合材料修补结构的疲劳寿命预测模型。在剩余强度衰减模型和希尔提出的各向异性材料塑性条件基础上建立单向层合板在任意应力... 详细信息

针对复合材料修补结构应力分布复杂的特点,在剩余强度衰减模型的基础上引入局部应力应变法的分析思想,建立起复合材料修补结构的疲劳寿命预测模型。在剩余强度衰减模型和希尔提出的各向异性材料塑性条件基础上建立单向层合板在任意应力状态下的疲劳破坏准则

关键词：疲劳修补结构复合材料

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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沥青混凝土桥面铺装破坏形式和力学分析

公路交通科技（应用技术版） 2016年第7期12卷 112-113,127页

作者：段树军中铁十二局集团有限公司第一工程公司陕西西安030024

桥面铺装一般分为沥青混凝土桥面铺装与水泥混凝土桥面铺装两种类型,设置于上部结构顶面,主要受到来自汽车荷载的作用。由于设计、施工与养护多方面的原因,桥面铺装往往会出现车辙和推移、裂缝类、松散、脱落以及泛油等病害,影响行车的... 详细信息

桥面铺装一般分为沥青混凝土桥面铺装与水泥混凝土桥面铺装两种类型,设置于上部结构顶面,主要受到来自汽车荷载的作用。由于设计、施工与养护多方面的原因,桥面铺装往往会出现车辙和推移、裂缝类、松散、脱落以及泛油等病害,影响行车的舒适性与桥梁结构的安全性。本文分别就这些病害成原因进行了分析,并采用有限元分析的方法对桥面铺装的破损状态与修补状态进行了受力分析对比,桥面铺装在破损状态下应当及时选取材料进行修补,否则病害会很快加重。

关键词： ANSYS 桥面铺装修补结构力学特性破坏形式

基于机电阻抗技术的复合材料修补固化在线实时监测

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基于机电阻抗技术的复合材料修补固化在线实时监测

作者：陈春阳厦门大学

学位级别：硕士

金属结构具有设计成熟、易于加工和成本低廉等优点,广泛应用在航空航天、土木桥隧和其他众多工业领域,是最为常见且最为重要的结构之一。不管是港珠澳跨海大桥、上海中心大厦、“奋斗着号”全海深载人潜水器还是C919大型客机和未来的中... 详细信息

金属结构具有设计成熟、易于加工和成本低廉等优点,广泛应用在航空航天、土木桥隧和其他众多工业领域,是最为常见且最为重要的结构之一。不管是港珠澳跨海大桥、上海中心大厦、“奋斗着号”全海深载人潜水器还是C919大型客机和未来的中国空间站,都能看到它们的身影。长久以来,金属结构的疲劳、腐蚀、载荷和工作环境的变化一直是造成结构失效故障的主要因素,严重制约了金属结构的服役寿命。为保障结构安全可靠,恢复其承载能力,延长其服役寿命,复合材料补片技术提供了一种有效的解决办法。复合材料修补技术中,修补结构的固化质量直接关系到结构的修复效率,为保障结构的修复强度符合设计要求,需使用技术手段对复合材料修补进行固化监测。常用的固化监测手段包括光学方法、超声方法、热学方法和电学方法,其中,光纤方法精度较高,可用于结构健康监测(Structural Health Monitoring,SHM),但其受到应变和温度的双重影响,一般只能对单一参数进行监测,对于多参数需要进行温度补偿或应变隔离。超声方法结构简单,成本低廉,不仅可以监测到固化的关键点,还可以检测成品的机械性能。但其传感器尺寸较大,影响成品性能,在高温下的稳定性较差。热学方法结构设计简单,能监测固化过程的温度场、固化度和流动前沿,但其精度较低,无法用于SHM。电学方法中介电分析法(Dielectric Analysis,DEA)精度较高,监测物理量多,但其存在监测范围小,所需传感器数量较大,数据处理麻烦,无法用于SHM等局限性。本文发展了一种基于机电阻抗技术的复合材料补片固化监测方法,综合利用机电阻抗信号的变化并提取多个关键固化指标,通过试验验证这些关键固化指标相比于传统的固化指标具有更好的表征效果。由于本试验使用的试件较小,能最大化规避介电分析法的缺点,使用介电分析法可取得较好的固化曲线。为了证明试验结果,对同一个试件使用介电分析技术测得其固化曲线,与基于机电阻抗信号的关键固化指标曲线对比后取得了较强的一致性。在与DEA曲线进行精确比对后,能够通过机电阻抗关键固化指标曲线来判断固化反应的每个阶段,实现对复合材料补片修补结构的在线实时监测。本文主要工作内容如下:(1)对于典型的复合材料修补结构和修补方法进行统计分类,将实际工程应用中较为复杂的修补结构简化为复合材料补片-平整金属铝板结构;在实验环境下表征修补结构固化监测的特点,制作复合材料补片修补结构的试验件。(2)针对工程实际应用中可能的工况,可采用干法修理和湿法修理两种修理方式,为满足监测需求,选取了两种传感器布置方式。一种是将压电陶瓷粘贴在复合材料补片表面,另一种是将压电陶瓷焊接在智能夹层中嵌入结构中。两种传感器布设方式对应两种不同的复合材料补片修补技术,且均对结构性能的影响较小。(3)采集复合材料补片修补结构试件固化过程的机电阻抗信号,提取信号特征,并提出多个关键固化指标,处理之后的数据以表征信号与固化度和固化速率之间的关系。相较于常用的经典指标,提出的关键固化指标可以规避试验环境的局限,能够更有效地表征固化特点。(4)验证提出的基于机电阻抗的固化监测技术,针对复合材料和金属的胶接结构,制作合适的试件,使用机电阻抗方法(Electromechanical Impedance,EMI)和介电固化分析法(DEA)对同一个复合材料补片修补结构试件的固化工艺进行同步实时监测。通过验证试验表明机电阻抗方法的关键固化指标曲线与DEA试验的固化曲线具有一致性,能够有效实现实验室条件下复合材料修补结构固化工艺的实时监测。

关键词：机电阻抗复合材料补片修补结构固化监测固化指标