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基于COMSOL的碳纤维通氧腐蚀仿真分析: 2019年; 研究了高温通氧环境对碳纤维腐蚀的影响。通过联立Navier-Stoke (NS)方程和Partial differential equation (PDE)方程弱解形式来构建氧气流动扩散模型,引入气固反应建立基于通氧情况下的碳纤维复合材料中碳纤维的腐蚀模型,借助COMSOL软件多物理场耦合分析的优势对通氧环境下碳纤维消耗进行数值仿真模型的建立及分析并设计替代实验对碳物质高温通氧工况下的腐蚀情况进行验证。得到了碳纤维腐蚀的二维及三维模型,并提取出氧气的流场分布、以42%为截止时碳纤维体积的变化情况以及氧气浓度对反应速率的影响等相关数据结果。仿真结果表明,随时间增加,碳纤维体积逐渐缩小,腐蚀速度先增加然后逐渐趋于稳定,腐蚀程度逐渐加深,随通入氧气浓度增加,腐蚀速度逐渐增加,腐蚀时间与通氧浓度线性相关。较好地实现了对碳纤维复合材料中碳纤维消耗过程的分析研究,对后期碳纤维及碳纤维复合材料的腐蚀研究具有较强的适用性。; 孙启武刘宏月; 关键词：碳纤维有限元

光纤传感混凝土碳纤维材料状态监测技术展望被引量：1: 2015年; 以光纤传感技术在混凝土结构中碳纤维材料状态监测需求为背景,介绍了服役过程中混凝土结构面临的损伤问题、钢筋混凝土结构中碳纤维材料的应用现状及所面临的损伤问题、光纤传感技术在混凝土结构健康监测中的应用现状等,并对光纤传感在混凝土结构碳纤维材料监测的应用前景进行了相关展望。; 刘宏月芮棽; 关键词：光纤传感碳纤维材料健康监测

基于模量/应变波耦合特性的FBG碳纤维增强塑料复合材料拉伸断裂监测被引量：4: 2014年; 从光纤Bragg光栅(FBG)反射中心波长随碳纤维增强塑料复合材料(CFRP)拉伸试件表面应变变化敏感特性的角度,详细研究了拉伸过程中FBG中心波长的拉伸变化速率(即CFRP的宏观弹性模量)与复合材料内部断裂饱和状态的相关性和断裂瞬间试件表面的应变波响应特性,即:在拉伸过程中,CFRP拉伸试件的宏观弹性模量随着内部断裂的发生而不断减小,且在试件出现明显应力松弛状态前趋于平稳;应力松弛状态出现时,断裂区域表面接收的应变波响应略大于其他区域。通过设计相应排布形式,将FBG与CFRP断裂监测相结合,提出了一种基于FBG传感的CFRP断裂分阶段监测方法。该方法中传感探头直接与CFRP试件耦合,测量及传导光路全光纤化,可实现对CFRP断裂状态的绝对监测。; 刘宏月梁大开韩晓林芮棽; 关键词：光纤BRAGG光栅模量

基于Livelink数据交互的光纤布拉格光栅-力学结构多物理场感知仿真方法被引量：2: 2020年; 提出一种基于Livelink数据交互的光纤布拉格光栅-力学结构感知仿真方法。通过Livelink模块将光纤布拉格光栅(FBG)传感仿真模型与COMSOL有限元多物理场耦合模型结合,建立了COMSOL与MATLAB的交互式模型,实现了应力和温度等多物理场下FBG对力学结构感知信号的仿真分析。采用基于自适应滑动窗口的效率优化模块,提高了FBG反射光谱的仿真速度。同时,基于典型工字梁结构与光纤布拉格光栅传感器,实现了光纤布拉格光栅-力学结构多物理场感知仿真分析模型的验证。实验结果表明:工字梁静载实验中,仿真与实测的FBG中心波长偏移量误差小于4.6%,其均方根误差小于0.0048;冲击载荷实验中,仿真结果与实测数据具有较好的吻合度,进一步验证了本文提出仿真方法的正确性,可为FBG传感网络的排布提供仿真依据。; 刘杉刘宏月; 关键词：光纤光学光纤布拉格光栅传感

基于软件模拟的固体物质氧化腐蚀过程研究: 2014年; 运用多物理场耦合有限元分析软件,对固体物质在氧气充足情况下的氧化腐蚀情况进行模拟,得到了某固体物质在某温度下清晰的氧化腐蚀过程。在模拟结果中,可提取的信息包括固体物质的体积、质量随时间的变化情况、由腐蚀引起的氧气浓度变化以及温度变化。此腐蚀模拟方法对于腐蚀环境下的材料力学性能研究有重大作用。; 张衡郭应征费庆国刘宏月; 关键词：仿真模拟

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江苏省博士后科研资助计划项目(1301026B)