椰壳纤维/聚丙烯复合材料应用于车载气囊盖板的可靠性研究

通过拉伸、弯曲试验和落球冲击试验对比分析了未改性和改性椰壳纤维填充聚丙烯复合材料的力学特性;借助ANSYS软件分析与优化了改性椰壳纤维/聚丙烯复合材料车载气囊盖板的可行性与弱化槽结构。结果表明：相较于聚丙烯材料,椰壳纤维/聚丙烯复合材料的拉伸、弯曲强度和刚度均得到了不同程度的提升,且改性椰壳纤维/聚丙烯复合材料的力学特性更佳;改性椰壳纤维/聚丙烯复合材料应用于车载气囊盖板能够满足产品使用要求的同时增加了产品的环保、轻量化等优势,通过对椰壳纤维/聚丙烯复合材料车载气囊盖板结构的优化设计,降低其最大应力到23.36Mpa,有效减少了盖板爆破时碎屑物的生成量,增强了盖板的安全性能。研究成果为复合材料应用于汽车轻量化领域提供理论参考。     

负载下CFRP约束混凝土应力-应变关系分析型模型

为研究负载水平对FRP(纤维增强复合材料)约束混凝土柱峰值应力和峰值应变的影响,根据32个CFRP(碳纤维增强复合材料)约束混凝土圆柱构件和16个CFRP约束混凝土方柱构件的试验结果,引入负载影响因子,对J G Teng提出的CFRP约束混凝土柱峰值应力和峰值应变计算公式进行修正.在此基础上分析了CFRP约束混凝土柱构件轴向-侧向应变关系,以J G Teng本构模型为主动约束关系,建立了负载下CFRP约束混凝土应力-应变分析型模型.研究结果表明:模型理论曲线与试验曲线接近,修正后的峰值应力和峰值应变与试验结果较吻合,圆柱构件的误差约10%,方柱构件的误差在15%左右.      

阻尼复合材料在舰船筏架中的应用研究

本文首先采用数值仿真方法研究了复合材料筏架材料模量、材料阻尼、筏架各面板厚度等对筏架减隔振性能的影响,研究表明:筏架材料模量和阻尼提高有利于提高减隔振效果,上面板厚度增大对筏架高频隔振具有较明显的效果,而肋板厚度增大对中低频段隔振具有明显的效果,改变下面板厚度对筏架隔振效果相对较小。然后基于该仿真分析结论,进行某型复合材料筏架结构设计及成型,并通过振动试验验证了结论的正确性。     

CFRP加固损伤钢板的拉伸及疲劳性能研究

文章基于Dugdale模型理论提出CFRP加固含裂纹钢板加固量的计算方法。通过虚拟裂纹闭合法建立模型来模拟塑性钢板的破坏过程,并完成相关试验,验证了CFRP加固含裂纹钢板有效粘贴长度、有效粘贴宽度取值的有效性。同时利用Paris公式预估疲劳寿命,并结合相关试验数据,探究了CFRP加固对含裂纹钢板疲劳寿命的提高作用。研究表明,有效粘贴长度、有效粘贴宽度的理论取值有效;通过CFRP双侧加固竖裂纹、斜裂纹钢板构件可分别使其疲劳寿命得到显著提高。     

国外海军舰船复合材料声呐罩的应用与发展

与金属和橡胶声呐罩相比,复合材料声呐罩能提供更优化的结构和声学性能,实现减重、耐腐蚀、大幅降低制造和维护成本,在国外海军舰船上得到了广泛使用。本文梳理了国外海军舰船声呐罩的材料类型,重点研究了复合材料声呐罩的研制历程、应用现状等情况,最后对复合材料声呐罩的发展趋势进行了分析和展望。     

CFRP加固钢筋混凝土简支梁试验研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有高强、轻质和耐腐蚀等优点,在结构加固领域的应用日趋广泛。采用对比试验法,对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的承载力及不同初始受荷水平下对加固效果的影响进行实验研究,得出结论。     

单向复合材料高应变率下材料特性的研究(英文)

在船舶领域,复合材料及夹芯复合材料板梁结构已大量应用在舰船结构中,尤其游艇及复合材料高速艇上.在运行过程中,这些结构有时很可能会受到如砰击、碰撞等动态载荷或高速冲击载荷.然而到目前为止,大多数的结构设计所用到的材料特性仍基于低应变率情况下的准静态测试结果.该文研究了高速艇等结构中的纤维增强复合材料高应变率情况下的材料特性,通过引入一种粘弹性模型来模拟并分析研究对象.并在世界先进的INSTRON高应变率材料试验机上设计并完成了相关试验,验证了该枯弹性模型、确定了模型中的材料参数.该粘弹性模型然后被用来研究分析应变率对单向复合材料机械特性的影响.     

弹性基础上的三维编织复合材料板的非线性振动分析

基于宏-细观力学分析,考虑编织纱线连续性对材料性能的影响,建立了三维编织复合材料板的单胞模型.采用Reddy高阶剪切板理论,给出四边简支编织材料矩形板在不同几何参数、纤维体积含量和弹性地基参数情况下的vonKármán-Donnell型振动方程的解,并讨论了弹性基础刚度、面内载荷、边厚比和编织角等对编织复合材料板的振动频率的影响.理论分析结果与文献结果吻合较好.     

纤维增强复合材料拉伸破坏过程的Monte-Carlo模拟

基于剪切滞后模型,采用影响函数叠加方法,得到复合材料在多纤维断裂下的应力场,包含了基体和界面塑性变形的影响.考虑纤维强度的统计特性,结合Monte-Carlo方法模拟丫复合材料在拉伸载荷作用下的累计破坏过程.结果表明:复合材料拉伸强度的尺寸效应与纤维强度分布的统计性质以及微观损伤诱发的应力重分配有关.文中的研究为进一步发展基于破坏机理分析的复合材料在热/机械载荷作用下的疲劳寿命预测理论奠定了基础.     

隐身夹芯复合材料舵振动特性研究

对声隐身夹芯复合材料舵进行壳板和整舵的结构形式设计;应用有限元软件MSC. Patran和MSC.Nastran建立声隐身夹芯复合材料舵和钢质舵模型,进行模态计算,得到夹芯舵和钢质舵干湿模态下的各阶固有频率和振型;与局部壳板小模型的振动模态进行比较,分析两种模型不同的振动规律.比较两种舵结构的模态节线图,分析格舵的弯曲、扭转及耦合振动模态.结果表明:隐身夹芯复合材料舵固有频率低于钢质舵,且振型主要为整体弯曲、扭转振动,壳板局部振动较小.