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混杂复合材料拉伸失效过程的两尺度数值模拟被引量：2: 2016年; 建立了混杂复合材料纤维和纤维束两个尺度的三维有限元模型。纤维尺度模型包含了单种纤维和树脂基体,考虑了纤维、基体、纤维/基体界面等微观失效机理,以此得到了单种纤维复合材料(纤维束)的强度参数;纤维束尺度模型包含了不同种类的纤维束,考虑了纤维束自身及相邻纤维束之间界面的失效。模型中各组分材料的损伤和失效均采用粘聚力模型模拟,反映出材料中裂纹的分布和扩展情况。两级模型的计算均采用显式有限元算法,可考虑纤维断裂时释放出的能量对周围材料的冲击效应。两级模型还分别引入了纤维和纤维束强度参数的Weibull分布,考虑了破坏的随机性。用上述模型模拟了不同混杂比例、不同混杂方式的碳/玻纤维混杂复合材料拉伸失效过程。研究发现碳纤维束体积含量小于等于10%时有明显的二次破坏现象,此时夹芯混杂材料的最大伸长率和拉伸强度略高于分散混杂材料;当碳纤维束体积含量大于10%时,二次破坏不明显,且两种混杂方式对材料的强度影响不大。; 兴辰周储伟孙玉林; 关键词：混杂复合材料有限元分析 WEIBULL分布

复合材料层合板静态压痕与损伤行为: 2017年; 发展了层合复合材料面内及分层失效模型,模型考虑了横向压剪残余剪切变形和分层残余相对位移。提出一种块体单元包含若干铺层的模型,以减少复合材料逐层分析时的计算量。对一种碳纤/环氧层合复合材料进行了横向压痕试验,测量了不同压力下凹坑的深度,用超声C扫测得损伤面积。用发展的模型在ABAQUS平台上通过用户材料子程序UMAT模拟了上述试验,分析了试验曲线特征点对应的损伤机制,通过与试验结果的对比,验证了本文模型的合理性。; 张运来周储伟雷晓恒; 关键词：层合复合材料

纯树脂及单向玻纤复合材料循环吸脱湿研究: 2017年; 环氧树脂基复合材料因其比强度高、比模量高、可设计性好、制造工艺简单、成本较低、高温性能好等优点,它已被广泛应用到航空航天工程、船舶工程、建筑工程、兵器工业、化学工程、车辆制造工业等各个领域。由于复合材料在应用过程中会经历长时间高温、高湿共同作用或高温、高湿交替作用,复合材料会长时间经历吸湿-脱湿循环过程,导致材料性能下降较快。; 姜立武周储伟; 关键词：树脂基复合材料高温性能航空航天工程

NaCl溶液侵蚀下混凝土/环氧树脂界面黏结-分离本构试验被引量：1: 2018年; 采用楔入劈裂法对混凝土/环氧树脂界面Ⅰ型断裂力学性能进行试验研究,得到界面的黏结-分离的本构关系,并对硅烷偶联剂是否能在NaCl溶液环境下对混凝土/环氧树脂界面的性能起到改善作用进行验证。研究结果表明:极限黏结强度和断裂能量随浸泡时间的增长而呈指数下降趋势;在Ⅰ型荷载的作用下,对比组试件的破坏模式为混凝土的拉伸破坏;随着浸泡时间增长,试件的破坏模式逐渐转变为混凝土/环氧树脂界面的剥离;混凝土/环氧树脂界面的黏结性能可通过硅烷偶联剂改善。; 王小萌WANGJialai周储伟; 关键词：硅烷偶联剂

亚麻/玻璃纤维增强混杂复合材料的吸湿和阻尼性能研究: 合成纤维复合材料已经广泛用于航空航天、舰船和体育器材等领域，但是合成纤维诸如玻璃纤维和碳纤维等在服役结束时的不可降解性也造成了许多环境问题。天然纤维具有密度低、可降解、阻尼性能好、比模量和比强度高等优点，因此，天然纤维(...; 于航; 关键词：亚麻纤维玻璃纤维吸湿性能阻尼性能

预应力HFRP加固RC梁抗弯性能优化研究: 2014年; 建立了HFRP加固RC梁的抗弯承载力公式,进而建立了以工程造价为目标函数、以RC的抗弯强度为约束条件的HFRP优化设计模型,同时在软件MATLAB上实现了算法。运用上述模型对RC梁进行了加固优化设计,并基于ANSYS建立了相应的三维有限元模型,模拟了FRP加固钢筋混凝土梁的全过程,对优化设计的解进行了强度校核,验证了所提出的优化设计理论的正确性。; 文竹周储伟; 关键词：预应力抗弯性能有限元分析

含毛细裂缝水泥石的氯离子扩散细观模型: 2016年; 建立了含毛细裂缝水泥石中等效氯离子扩散的细观模型,模型中毛细裂缝相当于氯离子扩散的快速通道。首先构造了含一条毛细裂缝的细观单胞(Unit Cell,UC)中氯离子的浓度分布,推导了等效扩散系数的表达式。在此基础上建立了包含多条随机毛细裂缝的细观代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE),得到了等效氯离子扩散系数与毛细裂缝密度之间的关系。并分别建立了UC和RVE的细观有限元模型,验证了氯离子扩散理论模型的合理性。以此为基础,推导了便于工程应用的水泥石中氯离子扩散系数随孔隙率变化的简化表达式,试验数据验证了其合理性。; 袁渊周储伟; 关键词：水泥氯离子扩散系数细观模型

钉/孔摩擦对复合材料机械连接强度的影响研究被引量：2: 2015年; 建立了复合材料层合板单钉连接强度分析的三维模型,模型考虑了螺栓-孔接触面的摩擦效应。研究结果表明,在各个铺层中,随着摩擦系数的增大,周向应力和径向应力减小。螺栓-孔接触面摩擦系数对复合材料的拉压强度和剪切强度有较大影响,在一定范围内增加摩擦系数将会提高接头的极限破坏载荷。; 吕霞周储伟; 关键词：复合材料螺栓连接应力分布

泡沫铝的三维重构与有限元模拟被引量：1: 2017年; 泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。这些优异性能使其在当今的材料领域具有广阔的应用前景,是很有开发前途的工程材料,特别是在交通运输工业,航天事业和建筑结构工业等方面。; 张翅鹏周储伟; 关键词：泡沫铝有限元模拟物理性能可回收性力学性能化学性能

基于显微CT图像的细编穿刺碳/碳复合材料细观力学模型被引量：1: 2016年; 针对细编穿刺碳/碳复合材料显微CT细观图像低对比度的特点,提出采用两步法筛选出纤维束和基体之间分界的灰度阈值,将原图像分别转化为纤维束和孔隙的二值图。再结合中值滤波、图像膨胀和腐蚀算法,消除噪声影响、光滑图像边界线。对处理后的细观图像进行统计,发现基体孔隙率满足正态分布,X向和Y向纤维束局部弯曲度分别满足正态分布和Laplace分布。在此基础上建立了包含上述典型细观特征参数的力学模型,预测的拉伸模量和剪切模量满足Laplace分布,泊松比满足正态分布。实验验证了模型预测的拉伸模量分布规律。; 张海军周储伟; 关键词：二值图

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中国航空科学基金(2013ZF52074)