国家自然科学基金(11272146)
- 作品数：18 被引量：172H指数：7
- 相关作者：许希武张超毛春见郭树祥严雪更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学江苏大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏高校优势学科建设工程资助项目中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：一般工业技术航空宇航科学技术理学更多>>
- 湿热环境下开孔复合材料层合板的强度被引量：16
- 2015年
- 通过试验研究T300/5405复合材料层合板在6种湿热环境下开孔拉伸、开孔压缩的极限强度,分析了湿热环境对开孔复合材料层合板强度性能的影响,对比了不同湿热环境下材料的破坏模式。在有限元仿真方面,通过考虑湿热环境对材料刚度和强度的影响,建立了湿热条件下复合材料开孔层合板极限强度的预测方法,模拟了开孔复合材料层合板在不同湿热环境、不同载荷类型下的损伤演化全过程。有限元预测结果与试验结果的误差在20%以内,验证了该预测方法的有效性。
- 姚宇超许希武毛春见
- 关键词：湿热环境复合材料仿真方法试验验证
- 三维多向编织复合材料宏细观力学性能有限元分析研究进展被引量：17
- 2015年
- 三维多向编织复合材料综合力学性能优异,有望在航空航天领域作为主承力结构而得到广泛应用。有限元分析(FEA)方法是三维多向编织复合材料宏细观力学性能研究最为经济和有效的分析手段。从细观结构模型、刚度强度性能预测及界面性能分析等方面评述了细观有限元法的研究进展;从接头结构承载性能分析和冲击性能模拟等方面介绍了宏观有限元法的研究概况;分析了目前研究中存在的主要问题并对后续的研究工作进行了展望,为研究者了解该领域的研究现状和发展趋势提供了有价值的参考。
- 张超许希武许晓静
- 关键词：三维多向编织复合材料力学性能有限元方法
- 缝合复材层板损伤后压缩强度的数值计算方法被引量：2
- 2017年
- 缝合复合材料在复合材料的厚度方向加入了缝线,不仅提高了层板的层间强度,抑制了分层的扩展,而且提高了受冲击后的压缩强度。采用开口等效法来模拟层板的初始损伤,用三维实体单元模拟层板,空间三维杆单元模拟缝线的增强作用,采用三维Hashin判据作为压缩时层板渐近损伤的失效判据,模拟缝合复合材料层板受冲击损伤后的压缩过程;得到层板的剩余压缩强度,与试验结果吻合较好。
- 陈涛许希武毛春见
- 关键词：复合材料剩余压缩强度
- 含低速冲击损伤复合材料层合板剩余压缩强度及疲劳性能试验研究被引量：17
- 2012年
- 对T300/QY8911复合材料层板进行了低速冲击、冲击后压缩以及冲击后疲劳试验研究。通过对冲击后的层板进行目视检测和超声C扫描获得了层板受低速冲击后的若干损伤特征;在压-压疲劳试验中,测量了损伤的扩展情况。讨论了冲击能量与损伤面积以及冲击后剩余压缩强度的关系,分析了含冲击损伤层合板在压缩载荷及压-压疲劳载荷下的主要破坏机制。结果表明,低速冲击损伤对该类层板的强度和疲劳性能影响很大,在3.75J/mm的冲击能量下,层板剩余压缩强度下降了65%;在压-压疲劳载荷作用下,其损伤扩展大致可分为两个阶段,占整个疲劳寿命约60%的前一阶段损伤扩展较为缓慢;而疲劳寿命的后半阶段损伤则开始加速扩展,并导致材料破坏。
- 朱炜垚许希武
- 关键词：复合材料层合板低速冲击剩余压缩强度
- 梯度复合材料裂纹扩展路径和起裂载荷的有限元分析被引量：5
- 2015年
- 为了模拟功能梯度材料(FGM)在工程应用中可能会出现的断裂问题并计算相应的开裂载荷,通过编写用户自定义UEL子程序将梯度扩展单元嵌入到ABAQUS软件中模拟功能梯度材料的物理场,并编写交互能量积分后处理子程序计算裂纹尖端的混合模式应力强度因子(SIF),采用最大周向应力准则编写子程序计算裂纹的偏转角,并模拟了裂纹扩展路径,计算了裂纹的起裂载荷。讨论了材料梯度参数对裂纹扩展路径以及起裂载荷的影响规律。通过与均匀材料的对比,验证了功能梯度材料断裂性能的优越性。研究表明:外载平行于梯度方向时,垂直梯度方向的初始裂纹朝着等效弹性模量小的方向扩展,且偏转角在梯度指数线性时出现峰值,并随着组分弹性模量比的增加而变大;当外载和初始裂纹均平行于梯度方向时,材料等效弹性模量和断裂韧性的增加或者梯度指数的减小都导致起裂载荷变大。
- 吕毅许希武郭树祥
- 关键词：梯度复合材料起裂载荷
- 双向梯度复合材料裂纹尖端应力强度因子研究被引量：3
- 2013年
- 为了进一步改善梯度复合材料力学分析及设计水平,推导了一种适用于双向梯度复合材料断裂特性分析的梯度扩展单元法(XFEM)。采用细观力学方法描述材料沿梯度方向变化的力学属性,通过线性插值位移场给出了4节点梯度扩展单元随空间位置变化的刚度矩阵,建立了结构的连续梯度有限元模型,并采用交互能量积分计算得到了裂纹尖端的应力强度因子(SIF)。通过与已有文献结果对比验证了梯度扩展单元的优越性,并讨论了双向梯度结构中相关参数对SIF的影响规律,得到结论:梯度扩展单元能够提高梯度材料中裂纹尖端SIF的计算精度,其计算结果随着网格密度的增加迅速收敛于精确解;双向梯度结构的组份分布形式和属性梯度能够明显影响裂纹尖端的SIF;对于多裂纹双向梯度结构,裂纹间的相互作用增大了裂纹尖端的SIF,弹性模量大的一侧SIF较大。
- 陈康许希武郭树祥
- 关键词：有限单元法应力强度因子
- 纤维增强复合材料层板高速倾斜冲击损伤数值模拟被引量：7
- 2013年
- 根据复合材料三维黏弹性本构关系,建立了纤维增强复合材料层板高速倾斜冲击损伤的数值分析模型。该模型在复合材料层间引入界面单元模拟层间分层,结合三维Hashin失效准则进行单层板面内损伤识别,引入材料刚度折减方案,采用非线性有限元方法,研究高速倾斜冲击下复合材料层板的破坏过程和损伤特性。研究结果表明:层板的主要损伤形式是层间分层、基体微裂纹和纤维断裂;冲击速度不变而入射角度增大时,剩余速度减小,层板损伤面积在一定入射角度范围内有明显变化;入射角度不变而冲击速度增大时,剩余速度增大,层板损伤面积在一定速度范围内也有明显变化。
- 马凯许希武古兴瑾
- 关键词：复合材料本构数值模拟
- 复合材料加筋板低速冲击损伤的数值模拟被引量：7
- 2013年
- 建立了复合材料加筋板在横向低速冲击载荷作用下的渐进损伤有限元模型。该模型考虑了复合材料加筋板受低速冲击时的纤维断裂、基体开裂及分层脱粘等五种典型的损伤形式,在层内采用应变描述的失效判据,结合相应的材料性能退化方案,通过编写VUMAT用户自定义子程序以实现相应损伤类型的判断和演化。在层间以及筋条与层板间加入界面元,模拟层间区域的情况,结合传统的应力失效判据和断裂力学中的能量释放率准则来判断分层损伤的起始和演化规律。通过对数值模拟结果与实验数据的比较,验证了模型的合理性和有效性。同时探讨了不同位置、不同冲击能量以及含初始损伤(脱粘)等因素对复合材料加筋板低速冲击性能的影响。
- 饶辉许希武朱炜垚张超
- 关键词：复合材料加筋板低速冲击有限元法
- 含冲击损伤缝合层板剩余压缩强度被引量：2
- 2013年
- 通过对含冲击损伤缝合复合材料层板进行压缩实验,揭示了含损伤缝合层板在压缩载荷下的破坏模式和破坏机制。将冲击损伤等效为圆孔,利用杂交单元计算冲击后缝合层板的应力分布,采用基于特征曲线概念的点应力判据预测了含损伤缝合层板的剩余压缩强度。研究结果表明:冲击损伤近似为圆形;缝合和未缝合层板冲击后压缩的损伤模式不同;采用开口等效法可以有效分析缝合层板的剩余压缩强度;特征距离、损伤面积是影响计算结果的主要因素。
- 毛春见许希武
- 关键词：剩余压缩强度
- 含天线与不含天线泡沫芯夹层结构损伤模拟及强度预测被引量：7
- 2013年
- 针对复合材料泡沫芯夹层一体化天线结构开展试验研究,对比含天线和不含天线两种结构面内、面外力学性能,试验结果表明:含天线结构强度小于不含天线结构强度。在试验研究的基础上,通过引入针对复合材料层合板的Tsai-Wu张量判据和针对泡沫芯材料的三参数广义强度准则,对含天线和不含天线泡沫芯夹层结构的渐进损伤过程进行数值模拟,并预测了材料的面内压缩强度和面外拉伸强度。数值模拟结果与试验结果吻合良好,证明了模型的合理有效性。同时,研究了层板厚度、层板铺层角和泡沫芯厚度等因素对材料强度的影响规律,为复合材料一体化天线结构的优化设计提供了必要的参考。
- 尹斌许希武古兴瑾
- 关键词：复合材料天线数值模拟
