針對復合材料t型接頭優化設計問題,利用粘聚區模型(czm)建立了可預測復合材料接頭拉伸破壞過程的分析方法。將填充物缺陷加入該模型,填充區裂紋的起始是隨機的,重點分析填充物缺陷的位置、尺寸大小以及填充物剛度對接頭承載能力的影響。計算結果表明:模擬結果與實驗結果吻合較好;無論缺陷位置如何,缺陷尺寸越大,結構承載能力越弱;結構承載能力對上角缺陷最為敏感;填充物剛度在3～50mpa時,填充物剛度較大的接頭損傷容限特性更好;不同的缺陷位置,破壞模式差異較大,但起裂點或最終失效處都在缺陷附近的基體中。

在考慮接頭細部構造特征的基礎上,通過合理的假定和簡化,建立了無彈性襯墊的管片接頭抗彎剛度計算模型,并對接頭抗彎剛度計算公式進行了推導。該模型考慮了接觸面幾何尺寸、螺栓數量、螺栓位置、螺栓預緊力以及接頭彎矩、軸力等因素對接頭抗彎剛度的影響。文中得出公式與接觸力學模型計算結果相比,當受壓區混凝土在彈性范圍內時二者吻合良好,當超過彈性范圍后偏差較大。因為正常使用階段混凝土一般處于彈性狀態,且本模型計算過程簡便快捷,故可作為盾構隧道設計的參考。

研究目的:推導盾構隧道管片接頭抗彎剛度計算公式,研究不同影響因素作用下接頭抗彎剛度的變化規律。研究結論:管片接頭的接觸面有效高度和接觸面偏心距對管片接頭抗彎剛度的影響顯著,因此管片結構設計中,通過改變管片接頭構造尺寸來調整管片接頭剛度是一種有效的手段。

在簡介新型3d夾層結構復合材料同時,以實際應用的污水池蓋罩為例,通過對強度、剛度及穩定性等進行設計計算,以說明其作為板殼結構的優越性。

將基于單層板理論的逐漸累積損傷強度預測方法推廣用于含孔二維機織復合材料層合板的強度預測,建立了含孔二維機織復合材料層合板的逐漸累積損傷強度預測方法。并在ansys軟件平臺上開發了相應的參數化二維機織復合材料含孔層合板逐漸累積損傷強度預測程序,對兩種孔徑兩種鋪層的含孔二維機織復合材料層合板的強度進行預測,并對其損傷擴展規律進行了分析。經與試驗結果對比表明本文所建立的強度預測方法效果良好。

盾構隧道管片接頭抗彎剛度的三維數值計算——管片接頭是裝配式盾構隧道的關鍵部分，其抗彎剛度對管片環的內力及整體性能均有重要的影響，使得接頭抗彎剛度的取值顯得尤為重要。本文以廣州地鐵盾構隧道使用的管片為研究對象，采用三維有限元法，利用通用有限元軟...

管片接頭是裝配式盾構隧道的關鍵部分,其抗彎剛度對管片環的內力及整體性能均有重要的影響,使得接頭抗彎剛度的取值顯得尤為重要。本文以廣州地鐵盾構隧道使用的管片為研究對象,采用三維有限元法,利用通用有限元軟件adina,在建立精細有限元模型的基礎上,計算得到正負兩方向及不同偏心距荷載下接頭變形的特點和接頭的抗彎剛度。從而可知,正彎曲剛度具有一定的非線性性質,線性回歸得到的剛度量值為1236.7kn.m/rad;負彎曲剛度曲線為線性,線性回歸得到的剛度量值為2295.1kn.m/rad。接頭剛度受接頭內力組合的偏心距影響,偏心距越大,接頭剛度越大。在接頭的模擬計算中,有必要建立和實際相同的數值模型,從而避免各種誤差。

為了研究z-pin對單搭接頭彎曲性能的影響,制備了不同參數z-pin增強單搭接頭試樣,研究了z-pin單搭接頭在三點彎曲載荷下連接性能。結果表明:z-pin(直徑0.5mm)體積分數從0%~1.5%時,彎曲載荷隨z-pin體積分數的增加而增加,體積分數在1.5%~3.0%范圍內時,試樣的彎曲載荷隨z-pin體積分數的增加而下降,z-pin體積分數為1.5%時達到最大值1303.2n;z-pin直徑為0.3~0.7mm時(體積分數1.5%),峰值載荷隨著直徑的增加而增加,0.7mm增強接頭的彎曲載荷比0.3mm增強接頭高出27.9%。z-pin植入角度對單搭接頭彎曲性能影響不大。另外,隨著搭接長度的增加,單搭接頭的彎曲性能提高。

復合材料 (3)

綜述了纖維增強復合材料機械連接接頭疲勞研究進程、影響因素及破壞方式,同時對目前公開發表的幾種預測復合材料接頭疲勞壽命方法進行了介紹與分析。最后,對今后研究動向進行了展望。

復合材料主承力接頭的設計制造技術對拓寬復合材料在飛機結構上的應用范圍,進一步減輕結構重量、提高疲勞性能和降低制造成本具有重要工程使用價值和發展應用前景。開展了平面環繞型層壓板式復合材料承力接頭的設計、分析與試驗研究工作。提出了工程設計方案,通過理論推導,建立了環形接頭危險部位的強度解析表達式并預測了具體接頭設計的承載能力,同時完成了平面環繞型層壓板復合材料接頭的靜力試驗,試驗結果與理論預測吻合良好。

將計算機模擬技術用于復合材料整體化結構的接頭設計,如將預期功效定位于結構參數變化對結構行為的影響作用,可以起到很好的實際輔助作用。需要特別強調的是,具體的應用背景會對結構參數的形式和變化范圍提出具體的要求或限制范圍。因此,相關的模型和算法只有在與結構設計人員的反復互動過程中才能得到反復的完善,從而獲得真正符合設計人員需求的使用效益。

文章闡述了衛星10n推力器復合材料支架的技術要求、工藝方案、研制和振動試驗。10n推力器支架是封閉的盒形結構，受力狀態復雜，尺寸公差要求高。采用縫合一樹脂轉移成型（rtm）組合工藝，保證了精度；選用水溶性芯模，解決了脫模難題。與原鑄鎂支架相比，復合材料支架的重量減輕了35％、制造工時縮短了80％、成本節約了20％。產品通過了鑒定級正弦和隨機振動試驗；振動試驗后經超聲波無損檢測證實，支架無損傷，滿足衛星發射階段的力學環境要求。

隨著復合材料在航天技術和汽車工程的廣泛應用,復合材料膠接工藝在實際工程應用中獲得了舉足輕重的地位,膠接工藝技術得到更加快速的發展。本文對碳纖維復合材料單搭接接頭建立力學模型,加載橫梁彎曲理論估算的載荷,分析膠接接頭的剪應力和正應力分布情況,驗證了材料屈服強度估算接頭能承受的最大拉伸力的合理性。

運用ansys12.0軟件對不同配合精度下復合材料螺栓連接接頭強度進行三維有限元分析。采用ansys自帶的tsai-wu(蔡-吳)法則作為失效判斷依據,計算接頭的初始破壞載荷。對試件進行相關試驗,通過與計算結果對比,試驗結果與計算結果相吻合。結果表明:在間隙配合情況下,隨著配合間隙的減小,接頭初始破壞載荷逐漸增加,復合材料孔邊的應力集中程度隨著減小;接頭在小干涉量配合情況下具有較高的破壞載荷和低的應力集中程度,在大干涉量配合情況下接頭強度迅速下降。

復合材料復合材料

復合材料具有比強度高、耐疲勞性能好、減震性能好、性能可設計等諸多優點,在航空航天、汽車等工業領域得到了廣泛應用。本文通過改變復合材料管的鋪層和膠接結構形式考察某航天復合材料管與接頭連接構件的抗彎強度和疲勞性能。結果表明,采用雙搭結構或單搭結構膠接段管的外側局部加強都可以顯著提高復合材料管與接頭膠接構件的抗彎性能及疲勞性能,這兩種方法都能夠滿足該航天構件的設計要求。

11月12日,由浙江中天紡檢測有限公司和海寧市馬橋經編行業協會主導制定的馬橋經編《篷蓋用機織復合材料》聯盟標準審定會召開。浙江海利得新材料股份有限公司、浙江錦達新材料有限公司、浙江宇立塑膠有限公司等13家篷蓋用機織復合材料生產企業的技術骨干參加了該標準的討論。

以機械聯接接頭應力分布的解析解為基礎，以單向板縱向拉拉ｓｎ曲線為依據，按照孔邊一定范圍內逐層逐單元損傷直至破壞的物理本質，從宏觀唯象觀點出發，提出了一種壽命估算方法。同時，文中還給出了孔的永久變形與循環次數之間的擬合關系式。

3d打印技術亦稱為增材制造,是基于三維數學模型數據,通過連續的物理層疊加,逐層增加材料來生成三維實體的技術。作為第三次工業革命的代表性技術之一,3d打印材料是影響3d打印技術發展與應用的關健因素。而高分子聚合物在打印材料中占據主要地位,其中高分子復合材料具有明顯優勢。本文綜述了近年來3d打印用高分子材料及其復合材料的研究現狀,包括高分子絲材、光敏樹脂、高分子粉末、高分子凝膠及其它高分子材料,并對高分子材料在3d打印領域的發展進行了展望。

對復合材料t型接頭在拉伸載荷作用下的力學性能進行研究。采用有限元分析軟件patran建立t型接頭數值模型,分析其在拉伸作用下的應力分布;對試件進行靜拉伸試驗。結果表明,填料區為復合材料t型接頭最薄弱的部位,在受到拉伸時最先發生損傷,實驗結果與數值模擬吻合。并對填料區進行了參數優化,優化結果表明:增大圓弧半徑是有效的途徑之一。

介紹了復合材料管件膠接接頭的拉脫力測試條件及結果,分析了膠粘劑材料對鋁合金接頭,以及接頭制造工藝對復合材料接頭拉脫力的影響。結果表明,國產j-133膠粘劑剪切強度≥20mpa,鋁合金接頭的失效形式為復合材料管件膠接區的纖維層間剝離破壞,膠粘劑破壞載荷優于復合材料層間結合力;對于預浸料模壓成形和三維編織rtm成形的復合材料接頭,按使用狀態安裝m8鉸制孔用螺栓進行拉脫力測試時,實驗現象均為螺栓先發生彎曲變形,從而導致接頭開孔處同時承受拉伸和擠壓兩種載荷,最終失效載荷基本相當,且均為接頭開孔處破壞,接頭制造工藝對復合材料接頭拉脫力的影響可以忽略。所得結果可為產品設計和性能評估提供參考。