復合材料面板夾雜粘彈性阻尼材料結構的彎曲實驗分析

粘彈性阻尼材料支座在網(wǎng)殼結構減震控制中性能研究——空間網(wǎng)殼結掏在強震作用下支座容易受損,而支座破環(huán)后會引起網(wǎng)殼結構的整體坍塌,其后果是嚴重的。目前在網(wǎng)殼結構中橡膠支座得到了廣泛的應用,粘彈性阻尼材料的力學性能與橡膠支座采用的膠料相近,而粘彈性阻尼...

利用彈性力學的剛度等效原理,將結構復雜的復合材料路面板簡化為材料均勻的正交異性板,建立彈性等效模型,為此類問題的具體分析提供一種簡明規(guī)范的方法。利用彈性力學理論,首先計算出中間方形管粘結板的各向剛度,將其等效為相同尺寸的正交異性板,由剛度相等,推導出了等效板的楊氏模量、切變模量和泊松比等結構屬性的計算公式;在此基礎上,將整個路面板等效為正交異性板,建立了等效板的材料屬性公式化計算模型;最后,選用一塊具體的路面板,利用有限元分析軟件ansys,建立路面板和等效板的有限元模型。結果表明:從均布荷載作用下兩模型的變形比較圖可以看出,路面板模型的最大變形為-14.73mm,等效板模型最大變形為-13.97mm,兩者相差5.2%。由于等效板模型對變形作了一定假定,引起板剛度增大,所以計算出的位移減小,其誤差是可以接受的,由此證明了彈性等效模型是正確的。

木質復合材料是木質材料科學發(fā)展的重點。粘彈性理論在對木質復合材料力學性能的研究中起著特殊重要的作用。本文僅討論木質復合材料的線性粘彈性理論,建立數(shù)學分析模型

板的彎曲彈性分析——彈性薄板的基本方程　　矩形薄板的彈性分析　　圓形薄板的彈性分析　　板的幾何特征：兩個平行平面和垂直于兩平行平面的柱面所圍成的物體稱為平板?！　?/p>

設計并采用熱壓罐方法生產(chǎn)了由復合材料面板和鋁泡沫芯子組成的復合材料夾芯梁,對其在簡支邊界條件和三點彎曲受載下的失效模式及彎曲剛度進行了實驗研究。研究發(fā)現(xiàn):與其他3種常見的金屬泡沫芯子金屬面板夾芯結構相比,自行設計的面板為層合板的金屬泡沫復合材料夾芯結構具有較高的彎曲比剛度、明顯的重量優(yōu)勢及可設計性。

應用abaqus軟件建立復合材料加筋板結構有限元模型,在軸向壓縮載荷下,進行線性特征值屈曲分析。針對筋條參數(shù)、壁板參數(shù)及邊界條件等影響因素,計算模型的臨界屈曲載荷,對加筋板結構進行屈曲承載能力分析。結果表明:加筋條高度和條數(shù)、壁板鋪層順序和厚度及結構邊界條件對屈曲載荷影響顯著。

運用復合法則計算蜂窩板復合材料的等價彈性模量,并把此值與有限元法的分析數(shù)值計算結果進行比較,指出在運用復合法則計算等價彈性模量時,由于未考慮到蜂窩芯板與面板間的位移連續(xù)性條件,其誤差將很大;提出了滿足蜂窩芯板與面板間的位移連續(xù)性條件下的等價彈性模量理論分析的新的計算方法,并且通過與有限元法的數(shù)值分析結果進行比較,確認其有效性.

通過模擬顆粒隨機分布的復合材料,應用均勻化方法預測出材料的宏觀等效彈性性能,研究其統(tǒng)計特性,探討顆粒大小、分布和幾何形狀的變化對材料等效彈性性能的影響。結果表明:所取代表體元尺寸與顆粒尺寸之比大于某臨界值時,材料的宏觀等效楊氏模量趨于某恒定值;顆粒位置的隨機性使材料等效楊氏模量的概率分布近似為正態(tài)分布;橢圓形截面的增強相有助于提高材料的等效楊氏模量。

本文開展了以聚氨酯彈性體為夾芯,面板為鋼板的夾層板的三點彎曲疲勞實驗,研究了粘彈性夾芯對夾層板疲勞性能的影響。首先開展了鋼板材料(65mn)的純彎曲疲勞實驗,獲得鋼板材料的彎曲s-n曲線,然后對聚氨酯彈性體夾層鋼板開展了疲勞實驗,研究了加載頻率對夾層板載荷響應的影響,實驗結果表明,夾層鋼板在疲勞實驗的過程中體現(xiàn)出明顯的粘彈性特征,夾芯板結構的荷載響應與加載頻率密切相關。同時,在面層鋼板不發(fā)生屈服的情況下,在較大加載次數(shù)內不會產(chǎn)生疲勞破壞,說明聚氨酯彈性體存在具有良好的阻止裂紋擴展的功能,對面板的約束作用極大地提高了面板的疲勞極限。

本文介紹了有限元軟件abaqus的有限元建模和仿真分析的過程,并且應用abaqus對層合板/夾層板的熱膨脹和熱彎曲問題進行分析,建模過程中分別采用實體單元和殼單元兩種不同單元建模,分別對兩種單元建立模型的熱膨脹和熱彎曲問題仿真分析。通過與精確解的比較可以得出：實體單元可以更好的應用于復合材料層合/夾層結構的熱膨脹和熱彎曲問題。具有一定的工程指導意義。

智能輪胎用含磁性填料的彈性復合材料

對玻璃鋼/橡膠夾層梁結構在橫向載荷作用下的力學特性進行分析,利用彎曲變形時夾層梁各層內和層間力的平衡方程和變形協(xié)調方程,得到以層間剪力為變量的二階微分方程式,并利用邊界條件進行求解,從而提出了更為準確的夾層梁彎曲應力和撓度的解析表達式。通過與夾層懸臂梁的彎曲實驗測量結果比較,彎曲應力和撓度的相對計算誤差小于10%。

文中介紹了用聚硫橡膠氯仿溶液對白炭黑б-с120進行處理,使其表面由親水性變?yōu)槭杷缘倪^程。在白炭黑表面還含有能參與彈性體材料結構形成的官能團。使用含有這種填充劑的膠料可以制造綜合行駛性能較高的無公害輪胎。將由冶金工業(yè)中的廢棄物制得的磁性石墨(金屬炭素填料)添加在丁腈橡膠скн-40мс膠料中,并使用液體橡膠скд-ktp和dbp并用的增塑劑,可以制得能夠屏蔽電磁輻射的橡膠材料。

應用細觀力學理論研究顆粒增強復合材料界面損傷問題，分析顆粒界面局部開裂與均勻開裂同時存在時材料彈性性能的改變，討論損傷顆粒形狀對材料有效彈性模量的影響。所有分析結果均以顯式給出，以便于研究者參考及工程應用。

雖然單一的裝甲鋼或芳綸板具有良好的防高速彈丸貫穿性能,但采用復合結構可以大大提高單一防彈板的防彈效率,減輕防護板面密度。通過彈道實驗和數(shù)值模擬方法研究了裝甲鋼復合芳綸泡沫夾層結構抗56式7.62mm普通鋼芯彈貫穿特性;探討了不同復合形式的裝甲鋼復合芳綸泡沫夾層結構抵抗彈丸的防護效能和影響防彈板吸收子彈動能的因素;提出了該種裝甲鋼復合芳綸泡沫夾層結構最佳防彈速度區(qū)間的概念和相應的v50估算公式,由此可以設計出防彈效費比最佳的防彈板。

將增強顆粒與基體均視為彈性體，采用彈性接觸模型與邊界元素法，對界面分離顆粒增強復合材料的彈性常數(shù)進行了研究。通過數(shù)值分析，揭示了界面分離顆粒增強復合材料的彈性常數(shù)的基本特征。文中所述完整界面與完全分離界面模型，分別提供了具有非完整界面顆粒增強復合材料的彈性模量之上、下界限。

密肋復合墻體是建筑結構新體系密肋壁板結構的主要受力構件.提出用復合材料理論對密肋復合墻體的彈性階段進行結構分析.以mori-tanaka的方法為基礎,建立了適用于密肋復合墻體的等效彈性板模型,并利用彈性力學對各向異性等效彈性板的抗側剛度進行了推導.該方法考慮了肋梁、肋柱以及砌塊的泊松比對彈性常數(shù)的影響及板的各向異性對整體彈性抗側剛度的影響.結合試驗資料對模型進行了驗證,結果表明所建立的復合材料等效彈性板模型及其抗側剛度推導是可行的.

樣條函數(shù)康特諾維奇法在復合材料板和圓柱曲板彎曲...

通過對面板零件的結構進行分析,研究了該零件沖壓工藝方案,提出了采用剪切、彎曲復合模,并介紹了模具結構及工作過程,指出了模具主要工作部分零件的設計要求,從而保證了該零件的順利成形。

大摻量添加填料可以大幅度地降低生產(chǎn)成本,但同時也會對材料性能產(chǎn)生一定影響.試驗研究了木粉、碳酸鈣、粉煤灰的摻量對木塑復合材料彎曲性能的影響.結果表明:隨著木粉摻量的增加,木塑材料的彎曲強度先增加后降低,當木粉摻量達到60%時,彎曲強度達到最大值.隨著碳酸鈣摻量的增加,木塑材料的彎曲強度先增加后降低,當其摻量達到30%時,彎曲強度達到最大值,摻加粉煤灰也呈現(xiàn)相同規(guī)律.

基于marguerre曲板理論、vonkarman大變形理論和氣動力活塞理論建立超音速氣流中三維復合材料曲壁板的有限元模型。分析了不同邊界條件下復合材料曲壁板的曲率對曲壁板顫振邊界特性的影響規(guī)律。結果顯示:1)當曲率較小時,顫振是由曲壁板前兩階模態(tài)耦合產(chǎn)生,顫振臨界動壓隨著曲率的增大而減小;2)當曲率較大時,顫振危險模態(tài)會隨曲率增大而發(fā)生變化,顫振臨界動壓也會表現(xiàn)出復雜的變化規(guī)律;3)曲率較小時,四邊固支曲壁板的顫振臨界動壓高于四邊簡支曲壁板;4)當曲率較大時,四邊簡支曲壁板的顫振臨界動壓可能大于四邊固支曲壁板。

顆粒增強方法是實現(xiàn)材料高性能化的重要手段。預測顆粒增強復合材料的細觀結構與力學性能的關系是實現(xiàn)材料增強增韌的基礎。為更好地分析、設計和優(yōu)化復合材料,需要引入多尺度計算模型來考察細觀結構對宏觀力學性能的影響?；诰鶆蚧碚?采用voronoi有限元法對顆粒增強復合材料進行細觀數(shù)值模擬,從而預測材料的宏觀等效彈性常數(shù),并直接得到材料的細觀應力場。在細觀尺度,首先假設滿足平衡條件的應力場,采用voronoi應力單元建立余能泛函并得到細觀控制方程,最終形成可直接求解的線性代數(shù)方程組,從而求得應力系數(shù)并得到細觀應力場。在宏觀尺度,利用商業(yè)有限元軟件ansys來進行宏觀結構分析。通過均勻化方法求得彈性模量的宏觀平均值,將其輸入ansys系統(tǒng)即可進行計算,由此把宏細觀兩個尺度耦合起來,可以對顆粒增強復合材料構成的結構體進行有效的力學分析。