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复合材料层合板雷击烧蚀损伤模拟被引量：42: 2013年; 为解决复合材料层合板的雷击烧蚀问题,通过复合材料层合板雷电流烧蚀的热-电-结构耦合分析,建立复合材料层合板烧蚀的三维有限元模型。利用删除单元法模拟复合材料层合板在不同脉冲波形雷电流作用下的冲击响应,进行复合材料层合板雷击损伤机理和损伤模式分析,得出了复合材料层合板在不同脉冲波形和峰值雷电流作用下的瞬态热传递和热烧蚀规律。分析了不同雷电流参数对烧蚀结果的影响。结果表明峰值电流、放电量和比能对复合材料层合板的烧蚀尺寸和内部损伤产生很大的影响。; 丁宁赵彬刘志强王富生甘建; 关键词：雷击复合材料烧蚀

典型加筋壁板纯剪切工况有限元模拟被引量：3: 2013年; 针对典型加筋壁板纯剪切试验夹具,利用Abaqus软件对该纯剪切工况进行模拟,验证夹具设计的合理性。采用一维、二维和三维单元相结合的方式,显著提高计算效率。从壁板承受面内剪力角度分析加筋壁板的整体受力情况。计算结果表明,整体模型von Mises应力呈现中心对称性,壁板芯边界上距加载端较远区域应力分布均匀,满足纯剪切条件;壁板向加筋条的载荷传递效率较低;夹头螺栓附近应力呈现较好的对称分布。; 刘志强岳珠峰王晓森王富生; 关键词：加筋壁板夹具设计多钉连接

金属聚合物复合材料的电树枝生长模拟: 2014年; 为了研究金属聚合物复合材料的击穿特性,在WZ模型的基础上建立了在绝缘聚合物介质中填充不同体积浓度的理想金属粒子的逾渗模型。利用计算机对放电通道的发展进行仿真,并对得到的仿真图形进行比较,研究了金属颗粒的体积浓度、下极板施加的电压、放电通道内的阈值电压和树点发展的概率指数对放电通道发展的影响。结果表明,金属粒子体积浓度越大,则放电树枝分枝越多。因此,填充金属颗粒可以明显地增强绝缘介质的导电性,其中逾渗阈值为0.6。下极板施加的电压越大,放电通道内的阈值电压和树点发展的概率指数越小,则放电树枝分枝越多,同时放电树枝生长过程中的积累损伤越大,该规律与实际放电情况相符合。; 姬尧尧王富生岳珠峰刘志强; 关键词：复合材料金属颗粒介质击穿阈值电压逾渗

复合材料加筋壁板鸟撞动响应分析被引量：5: 2013年; 考虑复合材料蜂窝夹芯结构的冲击损伤,采用接触碰撞耦合方法研究了复合材料加筋壁板的抗鸟撞性能。鸟撞方式包括垂直冲击和斜冲击两种,复合材料的冲击损伤模型采用Chang-Chang模型,分析了三种鸟撞速度下鸟撞性能参数如复合材料壁板的失效单元数、鸟体剩余动能和筋条的变形,以及复合材料壁板和筋条在某一鸟撞速度下应力随筋条数的变化规律。计算结果表明:垂直冲击和斜冲击下复合材料加筋壁板的抗鸟撞性能不同,并非筋条越多越有利于改善抗鸟撞性能,筋条有时还可能起反作用。; 王富生张钧然郑涵天刘洋岳珠峰; 关键词：鸟撞复合材料壁板

不同防护形式复合材料板雷击损伤分区特性被引量：24: 2015年; 基于A+B+C+D 4种标准雷电流波形的联合作用,开展了不同防护形式复合材料板雷击试验。考虑放电通道物理特性,分析放电通道与复合材料表面间的作用过程,将复合材料表面损伤区域分解成初始附着区、附着传导区、附着扩展区、二次附着区和扫掠损伤区,并对未防护基准件、局部喷铝、全喷铝防护件及铜网防护件4类板的各区域进行了损伤特性分析。结果表明:复合材料表面损伤是强电磁场条件下放电通道热电物理特性与复合材料表面热电特性及电荷分布的共同作用结果;复合材料表面铝层喷涂方式、厚度以及均匀程度均影响表面损伤的对称性和损伤分区特性;铜网防护造成复合材料板表面粗糙使得表面损伤分区复杂;表面电荷累积特性和分布的均匀程度直接影响二次附着区和扫掠损伤区的分布;复合材料表面雷击损伤包括纤维升华、断裂、起毛,基体炭化熔融、烧蚀,材料分层、剥落以及防护材料的熔融汽化和断裂等。分析结果可以用于复合材料雷击防护定性设计。; 刘志强岳珠峰王富生姬尧尧; 关键词：多场耦合

复合材料雷达罩耐鸟撞和电磁性能综合优化设计被引量：3: 2013年; 对蜂窝夹芯复合材料雷达罩进行耐鸟撞优化设计以及耐鸟撞和电磁性能综合优化设计,优化设计变量是雷达罩分段后的总厚度和比例等,耐撞性优化目标是最大限度的减小雷达罩的损伤面积和保护雷达罩内的设备安全,体现在数值计算中减小雷达罩的失效单元数和鸟体的剩余动能;耐鸟撞和电磁性能的综合优化目标除满足以上目标外,也要求使电磁参数指标达到最优。优化软件中集成了显式动力分析软件LS-DYNA和电磁分析软件FEKO,采用了适合于复合材料壳单元冲击损伤的Chang-Chang模型。某算例的优化结果表明:合理的优化设置可以实现蜂窝夹芯复合材料雷达罩的耐鸟撞和电磁性能优化要求,并提高工程设计效率。; 王富生张钧然刘洋杜鹏飞岳珠峰; 关键词：雷达罩鸟撞电磁性能优化设计

复合材料雷击放电效应三维数值模拟被引量：1: 2014年; 建立长空气间隙及复合材料层合板三维有限元模型,采用棒-板长间隙正极性流注生长概率模型为基于经典流注理论的随机放电模型。计算空气间隙区域内各网格点电位,列出电极周围所有流注待发展路径,计算每条流注待发展路径的生长时间,确定具有最小生长时间路径为优先选择路径。流注到达复合材料层合板后选流注与板交叉点作为雷击附着点进行复合材料层合板雷击直接效应分析,获得复合材料层合板在雷电压作用下电势、温度及热应力分布。计算结果表明,流注瞬间产生的高电势、温度及热应力主要沿顶层电导率最大方向对称扩展,所研究的初步结果可作为定性描述;为准确模拟复合材料的雷击放电效应过程,需进一步考虑复合材料的雷击烧蚀及热力学等破坏机理。; 王富生姬尧尧刘志强岳珠峰张庆茂; 关键词：雷击复合材料层合板电势热应力

大开口复合材料加筋壁板稳定性分析被引量：3: 2012年; 运用大型有限元软件Patran/Nastran分析了大开口复合材料加筋壁板的稳定性,并对不同加筋方式下壁板屈曲特征值和屈曲模态图进行了比较。结果表明:补强提高了大开口复合材料壁板的稳定性,但往往无法达到很好的效果,需要通过加筋改善其稳定性;加筋复合材料壁板稳定性较原有模型有较大提高;加筋大开口复合材料壁板屈曲特征值随筋条距开口中心距离的增加而减小,其屈曲分界线均位于筋条布置处;纵筋大开口复合材料加筋壁板一阶屈曲特征值为2.13,而横筋只达到1.08;纵筋布置对复合材料壁板稳定性影响明显高于横筋布置,可在实际工程应用中适当增加纵筋的布置。; 王富生张钧然霍世慧岳珠峰; 关键词：复合材料加筋壁板补强大开口稳定性

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西北工业大学基础研究基金(JC20110257)