国家自然科学基金(50675100)
- 作品数：10 被引量：29H指数：4
- 相关作者：王鑫伟黄建城王爱军陆浦袁张贤更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学中航工业北京航空制造工程研究所扬州大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市教育委员会重点学科基金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术航空宇航科学技术更多>>
- 薄弱环节对复合材料吸能元件轴向压溃性能的影响综述被引量：4
- 2011年
- 薄弱环节设置是复合材料吸能结构设计的关键技术之一,良好的薄弱环节设计可以使复合材料结构在碰撞中产生稳定的渐进压溃从而吸收较多的碰撞能量。文章详细阐述并讨论了复合材料吸能元件薄弱环节的几何特征、引发机制及薄弱环节对复合材料吸能元件轴向压溃性能的影响,并将现有的薄弱环节归纳为七种典型的形式。在此基础上,指出了今后需要进一步研究的课题,包括:应变率效应对薄弱环节引发机制及吸能元件轴向压溃性能的影响;T型薄弱环节的引发机制及其在复合材料圆管中的应用;SMA薄弱环节的原理和设计方法;三维编织复合材料结构元件的薄弱环节和轴向压溃性能。
- 黄建城王鑫伟
- 关键词：复合材料薄壁结构耐撞性
- T700/QY8911复合材料圆管轴压下能量吸收研究被引量：2
- 2011年
- 采用T700/QY8911预浸料热压成型制作了复合材料圆柱管,对其进行了轴向压缩下能量吸收性能的试验。通过试验得到了峰值载荷、平均压溃载荷和比吸能率等主要能量吸收性能参数。试验结果表明,能量吸收性能及压溃破坏模式不仅与碳纤维材料性能有关,还与成型工艺及端部减薄这一薄弱环节设置密切相关;端部减薄薄弱环节的设置能有效地降低圆柱管在压溃过程中的峰值载荷,渐进地引发圆柱管压溃失效。、建立了复合材料圆管轴向渐进损伤压缩有限元模型,通过计算得到了能量吸收性能的重要参数,计算结果与试验结果比较吻合说明了所采用的模拟方法是可行的。
- 王爱军王鑫伟
- 关键词：复合材料轴压有限元
- 基于理想弹塑性模型的复合材料结构耐撞性分析被引量：2
- 2013年
- 以含外倒角薄弱环节复合材料圆管的耐撞性分析为例,提出了基于理想弹塑性模型进行耐撞性设计分析的方法,并给出了等效参数的确定策略。研究表明:利用复合材料宏观力学理论计算得到复合材料圆柱壳的等效弹性常数,并结合有限元软件计算得到的临界屈曲应力,可以将复合材料圆管等效为各向同性材料圆管进行耐撞性设计分析;采用该数值模拟策略,能够以较少的计算量来预报复合材料圆管的耐撞性能,并使得在普通的计算机上进行全尺度复合材料飞行器结构的耐撞性设计分析成为可能。
- 黄建城王鑫伟
- 关键词：复合材料耐撞性
- 复合材料圆柱壳中心受横向集中载荷作用的渐进破坏非线性有限元分析
- 2010年
- 旨在建立能够正确预计复合材料圆柱壳的屈曲和后屈曲渐进破坏行为的模拟策略。采用有限元方法和Hashin失效准则进行模拟,基于该失效准则编写了用户材料子程序,然后插入到商用有限元软件ABAQUS中。分析了中心受横向集中载荷作用复合材料圆柱壳板,壳板的2条直边弹性支持,2条曲边自由。为了探讨弹性边界条件和集中载荷作用点应力集中的影响,将有限元分析结果与文献中的试验结果进行了比较,提出了一种合理的弹性边界选取依据。研究结果表明,在建模中考虑了弹性边界和集中载荷作用点处存在的应力集中后,本文中模拟的结果与文献中的试验结果比较接近,模拟精度明显高于文献中报道的结果。这也验证了本文中建立的模拟策略的合理性。
- 陆浦王鑫伟
- 关键词：复合材料圆柱壳非线性有限元应力集中
- SMA薄弱环节对复合材料圆管耐撞性影响的试验研究被引量：4
- 2011年
- 基于形状记忆合金(SMA)细丝的形状记忆效应,在碳纤维复合材料圆管端部设计并制作了3种新型的SMA薄弱环节,即外缠SMA、内嵌SMA及交叉缠绕SMA薄弱环节。通过准静态轴向压溃试验研究这3种薄弱环节对复合材料圆管耐撞性的影响,并将试验结果与外倒角试件的吸能特性进行对比,以评估这些薄弱环节的引发效能。研究表明:外缠SMA和内嵌SMA薄弱环节的引发效能并不理想。交叉缠绕SMA薄弱环节的引发效能优于外倒角薄弱环节,且由该薄弱环节引发的宏观破坏模式与其它薄弱环节引发的截然不同,使复合材料圆管的耐撞性能得到了一定的提高。
- 黄建城王鑫伟卞航
- 关键词：复合材料耐撞性
- 圆柱壳板非线性屈曲的分叉解被引量：4
- 2008年
- 采用商用有限元分析软件MSC/Nastran,对两直边铰支、其余两边自由的各向同性圆柱壳板中心受横向集中载荷下的非线性屈曲和后屈曲过程进行了分析,简单地采用了不对称网格技术就可获得该基准问题的分叉屈曲解,计算得到分叉屈曲解的极限载荷比基准解极限载荷小10%左右。对采用了多种不对称网格划分得到的模型进行了分析,以研究不同网格划分对最终结果的影响。结果表明,虽然不对称网格技术十分简单,但是也有一定的局限性,文中给出了能得到分叉屈曲解的网格划分方法,还分析了类似的复合材料圆柱壳板问题。研究结果表明,即使采用对称网格划分也能够得到该问题的分叉屈曲解,并阐述了其原因。
- 王爱军王鑫伟陆浦
- 关键词：有限元法非线性屈曲极限载荷
- 可控薄弱环节复合材料圆柱壳的耐撞性研究被引量：4
- 2010年
- 为了验证SMA可控薄弱环节的效果,制作了含有与不含有SMA丝的玻璃/环氧复合材料圆柱壳试验件,并对其进行了准静态轴向压缩试验,比较了各种试件的峰值载荷、平均载荷以及吸能能力。试验结果表明,可控薄弱环节不但可以降低试件的峰值载荷,而且能够改善复合材料结构的耐撞性能,有望解决传统复合材料吸能结构设计中静强度(刚度)与耐撞性之间的矛盾问题。
- 龚俊杰王鑫伟王新峰
- 关键词：复合材料SMA圆柱壳耐撞性
- 含薄弱环节复合材料圆管耐撞性研究被引量：7
- 2010年
- 设计并制作了3种新型的复合材料吸能圆管薄弱环节,即内倒角、花冠型和端部开缝的薄弱环节。通过准静态轴向压溃试验研究了这3种薄弱环节对复合材料圆管耐撞性的影响,并将试验结果与不含薄弱环节及含外倒角薄弱环节的试验结果进行对比,以评估这些薄弱环节的引发效能。研究表明:外倒角、内倒角、花冠型和端部开缝薄弱环节都能有效改善复合材料圆管的耐撞性能;内倒角与外倒角薄弱环节具有相同的引发效能;花冠型和端部开缝薄弱环节的引发效能均优于外倒角薄弱环节。由于端部开缝薄弱环节加工简便,故它具有更好的工程应用前景。
- 黄建城王鑫伟袁张贤
- 关键词：复合材料耐撞性
- 矩形平面应力扩展有限元及其程序实施被引量：2
- 2008年
- 扩展有限元法(XFEM)是一种新的求解不连续问题的数值方法,由于该方法建立在传统有限元法框架内,而且避免了不连续界面扩展时的网格重新划分,所以,近年来扩展有限元法是工程力学领域里的一个研究热点。本文基于Zi和Belytschko新近提出的一种不连续位移场假设,推导了求解粘着裂纹扩展问题的矩形扩展有限元公式和离散方程。提出了基于位移加载的直接迭代的算法来求解非线性有限元方程,并给出了详细的过程。编写了Fortran程序,模拟了三点弯曲梁开裂问题,得到的结果与已知文献结果吻合,验证了方法、公式和所编写的程序的正确性。
- 杨珺王鑫伟
- 矩形厚板弹塑性屈曲的微分求积法分析被引量：1
- 2011年
- 笔者首次采用微分求积法分析了矩形厚板的弹塑性屈曲问题。为了考虑横向剪切变形的影响,采用了Mindlin板理论和全量理论和增量理论,推导了相应的控制微分方程与内力的表达式。为了验证所推导的公式和求解算法,将本文结果与现有文献中的结果(包括精确解)进行了对比,然后给出了一些新的结果,并指出了两种理论结果之间差异大的原因是由于增量理论产生了大的等效应变从而违反了建立方程时的小变形假设,因此增量理论得到的结果是不可信的结果。
- 张伟王鑫伟
- 关键词：弹塑性矩形厚板MINDLIN板理论微分求积法屈曲
