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复合材料层合板阶梯形挖补胶接修理渐进损伤分析

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复合材料学报 2012年第6期29卷 164-169页

作者：朱书华王跃全童明波南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

建立了复合材料层合板阶梯形挖补胶接修理构型的渐进损伤分析三维有限元模型,同时考虑了复合材料母板、补片和胶层的损伤扩展以及它们之间的相互影响。层合板采用含正交各向异性损伤的连续介质损伤力学(CDM)本构方程进行描述,材料积分... 详细信息

建立了复合材料层合板阶梯形挖补胶接修理构型的渐进损伤分析三维有限元模型,同时考虑了复合材料母板、补片和胶层的损伤扩展以及它们之间的相互影响。层合板采用含正交各向异性损伤的连续介质损伤力学(CDM)本构方程进行描述,材料积分点处的损伤状态采用二阶张量形式的内部状态变量表征。胶层采用含各向同性损伤的CDM本构方程进行描述,材料积分点处的损伤状态采用常数形式的损伤变量表示。计算结果与试验数据符合较好,说明该模型可较好预测挖补胶接修理的复合材料层合板拉伸强度及其失效模式。

关键词：连续介质损伤力学复合材料层合板阶梯形挖补修理胶接修理渐进损伤分析

三维五向编织复合材料渐进损伤分析及强度预测

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固体力学学报 2010年第2期31卷 133-141页

作者：徐焜许希武电子科技大学空天科学技术研究院成都610054 南京航空航天大学航空宇航学院结构强度研究所南京210016

基于五向编织复合材料连续体细观结构单胞,提出了材料的三维渐进损伤分析模型,采用非线性有限元方法并结合均匀化平均思想,建立了三维五向编织复合材料的强度预测胞元模型.经研究典型编织角材料在拉伸载荷作用下细观损伤的发生及演化过... 详细信息

基于五向编织复合材料连续体细观结构单胞,提出了材料的三维渐进损伤分析模型,采用非线性有限元方法并结合均匀化平均思想,建立了三维五向编织复合材料的强度预测胞元模型.经研究典型编织角材料在拉伸载荷作用下细观损伤的发生及演化过程,分析了材料的细观失效机理,获得了材料的宏观拉伸应力应变曲线和极限破坏强度,并详细探讨了工艺参数编织角对材料宏观力学性能的影响规律.

关键词：三维五向编织复合材料非线性有限元法渐进损伤分析强度预测

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胶接修补复合材料层合板的渐进损伤分析方法

西北工业大学学报 2013年第1期31卷 83-88页

作者：孙中雷赵美英姚辽军西北工业大学航空学院陕西西安710072

建立了一种预测胶接修补复合材料层合板损伤演变与剩余强度的渐进损伤分析模型。该有限元方法应用三维渐进损伤模型和内聚力模型分别模拟复合材料层合板和修补胶层的失效过程。引入与材料损伤模式相对应的损伤变量表征材料的损伤状态,... 详细信息

建立了一种预测胶接修补复合材料层合板损伤演变与剩余强度的渐进损伤分析模型。该有限元方法应用三维渐进损伤模型和内聚力模型分别模拟复合材料层合板和修补胶层的失效过程。引入与材料损伤模式相对应的损伤变量表征材料的损伤状态,材料的刚度矩阵按损伤变量退化。计算得到了复合材料含孔板和相应的复合材料层合板胶接修补结构的极限强度。计算结果和试验数据吻合良好,验证了渐进损伤分析方法的有效性。

关键词：渐进损伤分析修补内聚力模型层合板

基于CDM的复合材料层合板三维非线性渐进损伤分析

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南京航空航天大学学报 2009年第6期41卷 709-714页

作者：王跃全童明波朱书华南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

建立了基于连续介质损伤力学(CDM)的中等尺度复合材料层合板三维渐进损伤分析模型。模型中损伤材料本构方程采用对应于不同损伤模式的内部状态变量进行描述,材料失效准则采用三维HASHIN准则。分析了含孔复合材料层合板压缩试件,计算强... 详细信息

建立了基于连续介质损伤力学(CDM)的中等尺度复合材料层合板三维渐进损伤分析模型。模型中损伤材料本构方程采用对应于不同损伤模式的内部状态变量进行描述,材料失效准则采用三维HASHIN准则。分析了含孔复合材料层合板压缩试件,计算强度与试验数据的吻合表明该模型可用于预测含孔层合板的压缩强度,同时该模型可以预测层合板的失效模式以及损伤发生、扩展直至最终破坏的整个过程,并且该模型具有较好的计算收敛性。

关键词：连续介质损伤力学渐进损伤分析极限强度层合板用户材料子程序

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复合材料端框渐进损伤分析方法与试验

北京航空航天大学学报 2012年第7期38卷 931-935页

作者：杨雷燕瑛闫伟王立朋北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京宇航系统工程研究所北京100076

针对复合材料格栅加筋圆筒的上下端框,进行了3种不同尺寸和铺层顺序的端框片段模型的拉伸试验,得出其破坏形式和极限载荷.建立端框的有限元模型,基于不同的强度理论进行端框的渐进损伤分析,并对计算结果进行比较.以Zinoviev强度理论为基... 详细信息

针对复合材料格栅加筋圆筒的上下端框,进行了3种不同尺寸和铺层顺序的端框片段模型的拉伸试验,得出其破坏形式和极限载荷.建立端框的有限元模型,基于不同的强度理论进行端框的渐进损伤分析,并对计算结果进行比较.以Zinoviev强度理论为基础,从破坏判据和刚度衰减两方面将其扩展为三维理论,并结合Hashin准则进行破坏模式的判断,形成了改进的Zinoviev强度理论,并以此进行端框模型的损伤演化分析和强度预报,数值模拟结果与试验结果取得了很好的一致性.

关键词：复合材料端框渐进损伤分析改进的Zinoviev理论损伤演化

拉伸载荷下贴补复合材料层合板的渐进损伤分析

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工程力学 2014年第10期31卷 234-241页

作者：相超周丽宋恩鹏叶正浩许希武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 沈阳飞机设计研究所沈阳110035

基于连续介质损伤力学和粘聚区模型建立了贴补复合材料层合板的渐进损伤分析模型,计算了拉伸载荷下修补结构的极限强度。数值仿真结果和实验结果吻合较好,验证了该模型的有效性。基于建立的模型研究了贴补复合材料层合板的损伤演化过程... 详细信息

基于连续介质损伤力学和粘聚区模型建立了贴补复合材料层合板的渐进损伤分析模型,计算了拉伸载荷下修补结构的极限强度。数值仿真结果和实验结果吻合较好,验证了该模型的有效性。基于建立的模型研究了贴补复合材料层合板的损伤演化过程,并讨论了补片参数对修补结构拉伸性能的影响。研究结果表明:补片参数对贴补复合材料层合板的破坏模式与损伤演化过程有显著影响;不同破坏模式下,补片参数的改变对修补结构极限强度的影响效果不同。研究结果可为复合材料层合板的贴补设计提供部分理论参考。

关键词：复合材料贴补修理有限元法连续介质损伤力学粘聚区模型渐进损伤分析

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复合材料阶梯形胶接接头渐进损伤分析

南京航空航天大学学报 2014年第4期46卷 632-637页

作者：乔玉周光明刘伟先陶伊凡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

建立了复合材料层合板双阶梯形胶接接头的三维(3D)有限元模型,并进行了拉伸载荷下的渐进损伤分析(Progressive damage analysis,PDA)。采用含正交各向异性损伤的连续介质损伤力学(Continuum damage mechanics,CDM)本构方程对层合板进行... 详细信息

建立了复合材料层合板双阶梯形胶接接头的三维(3D)有限元模型,并进行了拉伸载荷下的渐进损伤分析(Progressive damage analysis,PDA)。采用含正交各向异性损伤的连续介质损伤力学(Continuum damage mechanics,CDM)本构方程对层合板进行描述。采用粘聚区模型(Cohesive zone model,CZM)对共胶接界面进行模拟。引入合适的损伤起始和损伤扩展准则,预测了双阶梯形胶接接头的损伤扩展方式和连接效率。进一步讨论了台阶长度、外加铺层搭接长度及厚度对失效模式及连接效率的影响。

关键词：复合材料阶梯形接头渐进损伤分析粘聚区模型连接效率

复合材料层合板压缩载荷下渐进损伤分析与试验验证

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机械科学与技术 2015年第5期34卷 785-789页

作者：朱建辉曾建江陈滨琦童明波南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

基于渐进损伤分析方法,建立了复合材料层合板的三维有限元模型。该模型包含应力分析求解、单元失效判定和损伤单元材料性能退化。采用了修正的带剪切非线性的Hashin准则作为单元的失效判据,使用Camanho模型对失效单元进行材料性能退化... 详细信息

基于渐进损伤分析方法,建立了复合材料层合板的三维有限元模型。该模型包含应力分析求解、单元失效判定和损伤单元材料性能退化。采用了修正的带剪切非线性的Hashin准则作为单元的失效判据,使用Camanho模型对失效单元进行材料性能退化。通过编写用户自定义材料子程序(UMAT),实现了失效准则与材料退化准则在Abaqus中的应用。并对有限元模型进行了试验验证。计算值与试验值之间误差为8.7%。有限元计算得出的失效位置与失效模式和实验吻合很好,结果表明本文模型能合理进行层合板的强度预测和失效分析。

关键词：复合材料层合板渐进损伤分析损伤 UMAT 试验

三维机织复合材料压缩渐进损伤分析与失效机理

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复合材料科学与工程 2024年

作者：郭秀梅王坤张楠李超周光明南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室中材科技股份有限公司南京玻璃纤维研究设计院

采用试验与仿真相结合的方法对三维机织复合材料在压缩载荷下的渐进损伤及失效模式进行了分析。通过对材料开展经纬向压缩试验，获得其应力-应变曲线，并基于材料的细观表征建立细观有限元单胞模型来模拟其应力-应变响应及损伤机理。结... 详细信息

采用试验与仿真相结合的方法对三维机织复合材料在压缩载荷下的渐进损伤及失效模式进行了分析。通过对材料开展经纬向压缩试验，获得其应力-应变曲线，并基于材料的细观表征建立细观有限元单胞模型来模拟其应力-应变响应及损伤机理。结果表明，通过仿真和试验的对比，认为有限元模拟结果与试验结果吻合较好。材料沿纬向的压缩模量和强度均高于经向；纬向压缩载荷下，三维机织复合材料失效的主要原因纬纱的压溃断裂，基体的开裂；经向压缩载荷下，经纱是弯曲纱，对基体及纬纱产生挤压作用，从而容易导致纱线之间的基体压溃，产生分层开裂。

关键词：三维机织复合材料压缩性能有限元模拟渐进损伤分析