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公开(公告)号:CN103698199B
公开(公告)日:2015-11-18
申请号:CN201310447115.0
申请日:2013-09-26
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种基于细观力学退化模型的复合材料结构失效分析方法,以复合材料三维基本材料性能为输入参数,通过细观力学方法计算得到复合材料损伤后的材料性能,考虑了常见的七种失效模式,包括纤维拉伸,纤维压缩,基体拉伸,基体压缩,纤维-基体剪切,分层拉伸和分层压缩,最终得到复合材料渐进损伤分析中的材料退化模型,并用来进行复合材料结构的失效分析,不仅能够相当准确地预测结构失效强度,同时还能够预测结构的失效模式及位置。本发明基于细观力学退化模型的复合材料结构失效分析方法中,材料退化模型是通过理论分析得出,将复合材料的宏观失效与细观机理联系起来,与现有的基于经验或试验的材料退化模型相比,大大减少了时间和试验成本。
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公开(公告)号:CN104065299A
公开(公告)日:2014-09-24
申请号:CN201410300280.8
申请日:2014-06-26
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: H02N2/02
Abstract: 本发明提出了一种弹簧形状的压电陶瓷作动器及获得大行程的方法。该弹簧形状的压电陶瓷作动器的外形与普通弹簧相同,但是由压电陶瓷制成,其弹簧丝为压电陶瓷和电极形成的空心管,在空心管管壁布置有螺旋状的电极,当施加电压时,该电极在空心管中产生应变,应变会使弹簧产生轴向变形。仿真结果证明弹簧的轴向伸缩率可以是弹簧丝上最大应变的80倍。本发明提出了一种弹簧形状的压电陶瓷作动器,并实现了采用该弹簧形状的压电陶瓷作动器获得更大的运动行程,从而极大地提高了压电陶瓷作动器的运动行程,使得作为主动控制关键部件的压电陶瓷作动器的应用价值大大提高。
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公开(公告)号:CN103366094A
公开(公告)日:2013-10-23
申请号:CN201310308304.X
申请日:2013-07-22
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G06F19/00
Abstract: 本发明涉及一种基于力载荷和力边界条件的确定复合材料结构强度的方法,包括以下步骤:(1)根据整体化复合材料结构参数建立整体化复合材料结构模型;(2)基于整体化复合材料结构模型确定危险部位及危险部位的力载荷;(3)采用节点力耦合将整体化复合材料结构模型得到的危险部位力载荷施加到危险部位详细模型上;(4)采用力载荷进行危险部位详细模型的渐进损伤分析得到危险部位破坏载荷,进而得到整体化复合材料结构的强度。本发明提出的基于力载荷和力边界条件的确定复合材料结构强度的方法,适用于工程应用中的复杂复合材料结构强度分析,解决了目前的整体-局部分析方法中无法将整体结构的力载荷直接转换成渐进损伤分析的位移载荷的问题。
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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
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G06F30/20 , G16C60/00 , G06F119/04 , G06F119/14
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。
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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
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/15 , G06F119/14
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。
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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
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G06F30/20 , G16C60/00 , G06F119/04 , G06F119/14
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。
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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
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G06F17/50
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。
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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
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G06F19/00
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。
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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
IPC: G06F17/50
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。
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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
IPC: G06F17/50
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。
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