低速冲击后复合材料层合板的压缩疲劳试验装置及方法

    公开(公告)号:CN103293059A

    公开(公告)日:2013-09-11

    申请号:CN201310173861.5

    申请日:2013-05-10

    Abstract: 低速冲击后复合材料层合板的压缩疲劳试验装置及方法,包括两个导向单元、两个加载单元、两个传递单元,两个固定单元、八个滑轨单元、八个螺栓顶紧单元、十六个螺栓连接单元及四个螺杆连接单元。本发明解决了含有初始低速冲击损伤复合材料层合板压缩疲劳试验中固定试件的问题,可以使得试件在低速冲击试验后无需剪裁便直接应用于压缩疲劳试验,通过本发明中的一些部件,固定试件的同时又保证了试件的对中性。

    单剪连接结构钉载矢量测量方法和测量仪

    公开(公告)号:CN102519648A

    公开(公告)日:2012-06-27

    申请号:CN201110435985.7

    申请日:2011-12-22

    Abstract: 本发明一种单剪连接结构钉载矢量测量方法和测量仪,该测量仪由普通螺栓加工而成,在螺栓与螺栓孔接触面加工四个应变片贴槽,应变片贴槽位置均布在接触面上,位于相互垂直的两条直径的两端。每一应变片贴槽中沿螺栓轴向贴有一应变片组,应变片组由与螺栓轴向成±45°的两片应变片组成。在每个应变片贴槽的上端开有用于引出应变片导线的引线孔,由于应变片贴槽中的两片±45°应变片有一根公共线,所以每个引线孔需引出3根导线,共计12根。将引出的应变片导线接在应变仪上。本发明实现了单剪连接结构钉传载荷大小和方向以及钉轴向力的直接测量,且直接由标准螺栓加工而成,成本低廉,适用范围广泛。

    一种含分层损伤复合材料层合板的疲劳寿命预测方法

    公开(公告)号:CN111597716B

    公开(公告)日:2022-04-29

    申请号:CN202010422428.0

    申请日:2020-05-19

    Abstract: 本发明公开了一种含分层损伤复合材料层合板的疲劳寿命预测方法,包括以下步骤:(1)对复合材料层合板进行不同应力比下的疲劳试验,并基于疲劳试验数据进行拟合以构建材料模量随疲劳循环数之间的表达式;(2)基于含分层损伤复合材料层合板在疲劳载荷工况下的边界条件和分层损伤参数建立其数学模型;(3)在任意循环数下,根据材料模量随疲劳循环数之间的表达式更新材料的模量参数;(4)基于里兹法、一阶剪切变形理论和断裂力学方法预测层合板内部分层损伤的扩展及其剩余强度;(5)使得层合板的剩余强度首次低于疲劳载荷应力峰值的循环数即为含分层损伤层合板的疲劳寿命。本发明基于理论方法预测含分层损伤复合材料层合板的疲劳寿命,且在应用之前只需要对复合材料基本性能试验件进行疲劳试验来获得相关参数,可显著提高计算效率,缩短试验周期并降低试验成本。

    一种以分层面积作为评估指标的含分层损伤层合板损伤容限表征方法

    公开(公告)号:CN111310364B

    公开(公告)日:2022-04-08

    申请号:CN202010252356.X

    申请日:2020-04-01

    Abstract: 本发明公开了一种以分层面积作为评估指标的含分层损伤层合板损伤容限表征方法,包括以下步骤:(1)基于含分层损伤复合材料层合板的边界条件和分层损伤参数建立其数学模型;(2)基于里兹法假设层合板变形场的形函数,并结合一阶剪切变形理论进行层合板的屈曲过程和屈曲载荷求解;(3)基于断裂力学方法预测层合板内部分层损伤的扩展过程及其失效载荷;(4)以分层面积作为评估指标,将含不同分层损伤的层合板的屈曲和失效载荷进行线性拟合得到含分层损伤层合板损伤容限的表征关系式。本发明基于理论方法预测含分层损伤层合板的屈曲、分层扩展和失效过程,并采用分层面积作为评估指标来对含分层损伤的层合板损伤容限进行表征,可显著提高计算效率,降低试验成本。

    一种含分层损伤复合材料层合板的疲劳寿命预测方法

    公开(公告)号:CN111597716A

    公开(公告)日:2020-08-28

    申请号:CN202010422428.0

    申请日:2020-05-19

    Abstract: 本发明公开了一种含分层损伤复合材料层合板的疲劳寿命预测方法,包括以下步骤:(1)对复合材料层合板进行不同应力比下的疲劳试验,并基于疲劳试验数据进行拟合以构建材料模量随疲劳循环数之间的表达式;(2)基于含分层损伤复合材料层合板在疲劳载荷工况下的边界条件和分层损伤参数建立其数学模型;(3)在任意循环数下,根据材料模量随疲劳循环数之间的表达式更新材料的模量参数;(4)基于里兹法、一阶剪切变形理论和断裂力学方法预测层合板内部分层损伤的扩展及其剩余强度;(5)使得层合板的剩余强度首次低于疲劳载荷应力峰值的循环数即为含分层损伤层合板的疲劳寿命。本发明基于理论方法预测含分层损伤复合材料层合板的疲劳寿命,且在应用之前只需要对复合材料基本性能试验件进行疲劳试验来获得相关参数,可显著提高计算效率,缩短试验周期并降低试验成本。

    基于四折线刚度模型的复合材料螺栓连接钉载分配预测方法

    公开(公告)号:CN110298078A

    公开(公告)日:2019-10-01

    申请号:CN201910454128.8

    申请日:2019-05-29

    Abstract: 本发明公开了基于四折线刚度模型的复合材料螺栓连接钉载分配预测方法,包括以下步骤:(1)建立四折线螺栓刚度模型;(2)采用有限元方法仿真螺栓结构在不用间隙下的载荷-位移曲线,得到四折线螺栓刚度模型参数;(3)建立基于四折线螺栓刚度模型的刚度方法方程;(4)采用单变量迭代的二分法计算复合材料螺栓连接结构的钉载分配。本发明适用于复合材料螺栓连接结构的钉载分配分析,将原有的三折线螺栓刚度模型修正为四折线,能够更加准确地预测多螺栓连接结构的钉载分布规律。

    一种基于细观力学模型的横观各向同性纤维材料性能的预测方法

    公开(公告)号:CN104537259B

    公开(公告)日:2017-06-30

    申请号:CN201510015046.5

    申请日:2015-01-12

    Abstract: 本发明涉及一种基于细观力学模型的横观各向同性纤维材料性能的预测方法,以复合材料基本材料性能、基体的材料性能以及纤维长度方向的弹性模量为输入参数,通过细观力学理论模型反演,得到横观各向同性纤维的材料性能的初值,再利用基于细观力学模型的有限元优化方法计算得到横观各向同性纤维的材料性能。本发明给出了一种求解横观各向同性纤维材料性能的优化方法,利用基于细观力学的有限元模型得到了难以试验测得的横观各向同性纤维的材料性能,为复合材料的细观力学研究提供了必要的材料性能参数。

    一种改进B‑K准则用于含纤维桥接影响复合材料多向层板分层预测的方法

    公开(公告)号:CN106599507A

    公开(公告)日:2017-04-26

    申请号:CN201611214744.9

    申请日:2016-12-26

    Abstract: 本发明公开了一种改进B‑K准则用于含纤维桥接影响复合材料多向层板分层预测的方法,通过进行CFRP多向层合板I型、II型和不同混合比下I/II混合型静力分层试验,确定随分层长度变化的I型层间断裂韧度GIC(a)、II型层间断裂韧度GIIC(a)和不同混合比下的层间断裂韧度GC(a),并进行三维数据的最小二乘拟合获得考虑纤维桥接影响的改进B‑K准则中的参数η,然后将上述GIC(a)、GIIC(a)和拟合参数η值作为改进B‑K准则中的重要参数,建立基于内聚力单元的有限元模型并运用该改进准则模拟不同混合比下分层扩展行为,通过对比试验和数值结果验证所提改进准则的准确性和适用性,进而可运用改进准则预测任意其它混合比下的分层扩展行为,从而显著缩短试验周期,降低试验成本。

    一种归一化CFRP多向层合板疲劳分层扩展速率预测方法

    公开(公告)号:CN105488310A

    公开(公告)日:2016-04-13

    申请号:CN201610043829.9

    申请日:2016-01-22

    CPC classification number: G06F17/5095

    Abstract: 本发明公开了一种归一化CFRP多向层合板疲劳分层扩展速率预测方法,包括以下步骤:(1)对CFRP多向层合板进行I/II混合型静力和不同应力比下的疲劳分层试验;(2)利用柔度法确定随分层长度变化的疲劳分层扩展阻力Gcf(a);(3)以能量释放率变化幅△G和疲劳分层扩展阻力Gcf(a)的比值作为归一化的疲劳分层扩展速率控制参数,基于Paris公式修正构建归一化疲劳分层扩展速率da/dN的表达式。利用已知应力比下疲劳分层试验数据线性拟合得到表达式中的拟合参数;(4)由上述已知应力比下疲劳分层扩展速率表达式预测未知应力比下疲劳分层扩展速率。本发明利用已知应力比下CFRP多向层合板归一化疲劳分层扩展速率的表达式预测未知应力比下的疲劳分层扩展速率,可显著缩短试验周期,降低试验成本。

    一种确定复合材料厚度方向平面内等效工程常数的方法

    公开(公告)号:CN103336871B

    公开(公告)日:2016-03-02

    申请号:CN201310283236.6

    申请日:2013-07-06

    Abstract: 一种确定复合材料厚度方向平面内等效工程常数的方法,步骤:(1)确定复合材料单层在结构整体坐标系下的三维应力-应变关系;(2)基于复合材料单层在结构整体坐标系下的三维应力-应变关系,根据复合材料单层厚度方向平面内的平面应变假设,确定复合材料单层在该平面内的二维应力-应变关系;(3)确定复合材料单层在厚度方向平面内的等效工程常数。本发明确定了复合材料厚度方向平面内的等效工程常数,可将其直接输入商用有限元软件为每个复合材料单层赋予材料属性,分别建立每个复合材料单层的二维有限元模型来求解复合材料结构的力学响应,有利于提高复合材料结构分析的精度,显著降低计算规模和成本,具有重要的工程应用价值。

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