【摘 要】
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针对广泛应用的传统十字型试样存在的不足,利用有限元分析方法对十字型试样形式进行设计优化,优化设计中,采用材料应力集中系数和标距区应力离散系数作为材料形状优化评价标准,ANSYS内置的子问题分析优化策略进行试样尺寸优化,最终获得四臂为逐渐变窄,邻臂圆弧倒角和圆形标距区的试样形式应力集中情况最小,标距区应力均匀度最好.
【机 构】
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哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室,哈尔滨150080
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针对广泛应用的传统十字型试样存在的不足,利用有限元分析方法对十字型试样形式进行设计优化,优化设计中,采用材料应力集中系数和标距区应力离散系数作为材料形状优化评价标准,ANSYS内置的子问题分析优化策略进行试样尺寸优化,最终获得四臂为逐渐变窄,邻臂圆弧倒角和圆形标距区的试样形式应力集中情况最小,标距区应力均匀度最好.
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研究纤维和基体之间非理想界面对桥联矩阵并进而对复合材料非线性性能的影响.在原有模型基础上增加界面相,将不同加载下的应力场代入桥联方程,求得相应桥联矩阵.瞬态桥联矩阵确定之后,可方便得到复合材料的整体柔度矩阵,从而建立起含非理想界面复合材料的非线性本构关系.
用边界元方法研究了各向异性功能梯度复合结构中的热传导问题,通过二维傅里叶积分变换和广义函数,得到了各向异性功能梯度材料的基本解,利用不同复合结构的边界条件和格林函数,导出了复合结构中的热传导问题的边界积分方程.将边界点上的温度和热流的边界积分方程离散得到边界元公式,进一步计算出了内点和边界点上的温度和热流的边界元公式.最后利用线边界元方法计算了两个正方形拼接的算例.
采用落锤式冲击台,按照5种不同的冲击高度,冲击T300/5228A复合材料层板,观测试验现象和损伤状态,测量复合材料层板冲击凹坑深度,获得复合材料层板冲击高度或冲击能量与冲击凹坑深度的关系.利用材料力学试验机对冲击后复合材料层板进行了压缩强度试验,观测试验现象和失效模式,测定压缩载荷-位移和剩余强度,获得冲击凹坑深度与压缩剩余强度之间的关系.
采用力场和电场在界面层的中性层处泰勒展开的方法得到只含有纤维和基体材料常数与其相关场量的界面条件.将得到的结果应用于钛酸钡-铁酸钴磁电复合材料,分析计算了给定初始电磁场条件,当纤维和基体采用参数不同的多铁性材料,界面层分别采用多铁材料,纯压电和纯压磁材料时,对复合材料的整体磁电性能的影响.
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利用一维六方准晶的二维本构关系,以及简化为平面问题的物理方程,在非准晶材料悬臂梁的弹性应力解的基础上假设准晶层和弹性层的应力分布,求出了各自的位移表达式,再利用层间连续条件和放松的边界条件,推导出悬臂一维六方准晶层合梁仅在自由端受集中力作用下声子场和相位子场的位移解析解,为研究准晶涂层材料的力学性质提供参考.
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