国家高技术研究发展计划(2012AA03A202)
- 作品数：11 被引量：49H指数：5
- 相关作者：金天国杨波毕凤阳张博明王洋更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学黑龙江工程学院北京航空航天大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划黑龙江省教育厅科学技术研究项目黑龙江省教育厅科研基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术化学工程航空宇航科学技术更多>>
- 基于剩余应变的复合材料结构寿命预测被引量：1
- 2015年
- 为实现对复合材料结构的寿命预测,对已有的复合材料疲劳寿命预测模型进行了研究,确定了基本的刚度降模型,提出了剩余应变的概念,并将其应用到渐进疲劳损伤方法中,以Abaqus为平台,编写UMAT子程序,实现了对复合材料结构的寿命预测及疲劳损伤扩展分析.针对某碳纤维增强复合材料TS800开展相关试验,试验结果与预测结果吻合较好.研究表明,本文所改进的渐进疲劳损伤方法能较好地完成对复合材料结构的寿命预测.
- 孙崇强任毅如陈富利邹达懿
- 关键词：复合材料
- 静电植绒法处理多壁碳纳米管改性玻纤织物/环氧树脂复合材料的制备及力学性能被引量：3
- 2015年
- 为提高玻纤增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用静电植绒法将多壁碳纳米管(MWCNTs)附着在玻纤织物表面,得到改性的玻纤织物。利用一种低黏度的环氧树脂和所制得的改性织物,采用真空辅助成型工艺(VARI)制备了MWCNTs改性格玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板,表征了层合板的力学性能。对进行力学实验后的MWCNTs改性玻纤织物/环氧树脂复合材料试样断口进行了SEM和OPM观察。结果显示:与未添加MWCNTs的玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板相比,添加了MWCNTs的层合板的拉伸强度降低了10.24%,弯曲强度降低了13.90%,压缩强度降低了17.33%,拉伸模量和弯曲模量分别提高了19.38%和16.04%,压缩模量提高了13%;MWCNTs与玻纤织物之间的结合较弱,在拉伸作用下,存在明显的脱粘和分层;将改性玻纤织物在200℃下热压处理2h后,制备的MWCNTs改性玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板的力学性能均有所提高,热压处理后树脂与玻纤织物之间的界面结合得到改善。
- 孟姗姗王洋张博明
- 关键词：多壁碳纳米管力学性能热压
- 复合材料加筋板失稳分析的工程计算方法研究被引量：3
- 2015年
- 为对复合材料加筋板的稳定性和承载能力作简便、快捷的评估,建立一种针对多种组合形式的复合材料加筋板稳定性分析的工程计算方法。基于分段处理法,设计工程计算方法总体框图;基于经典层合板理论,计算各单层刚度系数;利用等效刚度法、有效宽度法等计算方法,建立加筋板的等效刚度矩阵模型和各屈曲模式下的屈曲载荷和破坏载荷计算相关的数学模型参数。设计该工程计算方法的计算程序流程,并利用MATLAB开发软件工具,实现参数化、自动化的屈曲模态判断和屈曲载荷、破坏载荷的预估计算。给出求解算例,将计算结果与试验和有限元分析结果进行对比分析,验证该方法的正确性和精确性。
- 丁金涛唐应伟金天国张丽娜
- 关键词：复合材料加筋板稳定性分析
- 多壁碳纳米管/聚醚砜-环氧树脂复合材料的制备及力学性能被引量：8
- 2014年
- 环氧树脂具有优异的热性能及力学性能,但本身脆性较大。为制备低成本、高性能的环氧树脂体系,使用聚醚砜(PES)和多壁碳纳米管(MWCNT)对环氧树脂进行增韧,制备了不同PES含量的PES-环氧树脂共混物,讨论了PES含量对环氧树脂力学性能的影响;采用熔融法,并配合使用机械搅拌、高剪切分散和超声分散制备了MWCNT/PES-环氧树脂复合材料,测试了其拉伸性能及断裂韧性,用SEM观察了MWCNT在树脂中的分散状态以及拉伸试样的断口形貌。结果表明:MWCNT的加入能够提高PES-环氧树脂体系的综合力学性能,且当MWCNT含量为0.7wt%时,树脂体系的综合力学性能最好;低PES含量下,小于1.0wt%的MWCNT的加入使材料力学性能超过用20.0wt%PES改性的环氧树脂;PES与MWCNT对环氧树脂具有协同增韧作用。
- 秦浩王洋孟姗姗张博明
- 关键词：多壁碳纳米管聚醚砜环氧树脂复合材料力学性能
- 基于多相流的LCM工艺气泡生成仿真被引量：5
- 2014年
- 分析了液体模塑成型工艺(LCM)下织物预成型体中双尺度流动以及由此造成的空气裹入,进而产生细观及微观气泡的现象。基于多相流(VOF)方法建立了树脂空气两相流体在单胞内部流动的数学模型,并确定了该模型中多孔介质阻力源项和毛细力源项的具体形式。基于Fluent软件的UDF功能实现了上述两相流模型的数值求解,研究了平纹织物单胞中的两相流动以及2种气泡的生成过程。对Rovcloth 2454织物的气泡生成仿真结果显示,毛细数Ca对气泡的产生有决定性作用:当毛细数接近临界毛细数Cac时,气泡产生量最低,而当Ca小于Cac时,容易产生细观气泡,反之容易产生微观气泡。通过与文献中的理论预测和实验数据对比,验证了本文算法的正确性。
- 金天国杨波李建广毕凤阳
- 关键词：多相流VOF方法LCM工艺数值模拟
- 预成型体渗透率预测及其受压缩变形的影响被引量：11
- 2015年
- 建立了织物预成型体单胞内纱线间细观流动和纱线内部微观流动的统一的数学模型。基于最小势能原理建立了织物松弛状态下的单胞几何模型,同时对在模具压缩下的单胞变形进行了分析,并建立了不同压缩状态下的单胞几何模型。通过对单胞内树脂流动数学模型的数值求解,获得了流动速度场及压力场,进而预测了预成型体的渗透率。预测1组不同压缩状态下的单胞渗透率,研究了预成型体压缩变形对渗透率的影响。结果显示:随着压缩量的增加,其渗透率逐渐降低。通过实验测量及数据分析,验证了建模和预测方法的正确性。
- 金天国魏雅君杨波毕凤阳
- 关键词：渗透率预成型体
- 碳纳米管纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度及微观结构被引量：5
- 2014年
- 研究了碳纳米管纤维的微观结构和拉伸性能,并进一步分析了其与环氧树脂形成界面剪切强度及微观结构。采用单丝断裂试验测试了碳纳米管纤维/环氧树脂复合材料体系的界面剪切强度,结合单丝断裂过程中的偏光显微镜照片、复合材料的拉曼谱图和断口扫描电镜照片,研究了碳纳米管纤维/环氧树脂复合材料界面的微观结构。结果表明:碳纳米管纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度约为14MPa;在碳纳米管纤维和环氧树脂形成界面的过程中,环氧树脂可以浸渍纤维,形成具有一定厚度的复合相,这种浸渍过程和界面相的形成都有利于碳纳米管纤维与基体之间的连接。
- 任云慧王洋张博明
- 关键词：碳纳米管纤维环氧树脂界面剪切强度微观结构
- 基于曲面信息的平面织物铺覆改进渔网算法被引量：4
- 2014年
- 通过分析复合材料平面织物预成形体在铺覆过程中的变形模式,提出铺覆仿真计算的织物变形基本假设。分析已存在的几种渔网铺覆算法,提出一种基于曲面信息的改进渔网算法(SIB渔网法),该算法利用相邻节点处的曲面切向量及曲率信息来确定当前节点位置,避免了高强度的迭代计算,提高了仿真精度。研究采用非均匀有理B样条(NURBS)技术表达的复杂曲面求交算法。通过不同算法对球面、马鞍面仿真的结果对比,验证了SIB渔网法对复杂曲面铺覆计算的精确性及稳定性。
- 杨波金天国毕凤阳王涛
- 关键词：织物变形
- 基于模具预先补偿法的大幅面CFRP制件形状精度控制方法被引量：3
- 2015年
- 针对控制大幅面CFRP制件成型后的形状精度这一关键技术问题,在剪切层法预测变形的基础上提出了一种改进的剪切层变形模拟方法。改进的方法只需少量制件实验数据,通过计算应变曲线曲率确定剪切层厚度,进而较准确地预测了CFRP制件的翘曲变形。基于变形模拟方法建立了一种大幅面CFRP制件形状精度控制方法,这一方法通过将模拟获得的变形不断补偿于初始模具型面来降低最终制件的变形。通过与实验数据的对比,证明了采用控制方法可以有效提高成型制件的精度,降低变形。
- 毕凤阳杨波金天国刘文剑
- 关键词：碳纤维增强树脂基复合材料
- 微-细双尺度单胞下织物预成型体渗透率预测被引量：6
- 2013年
- 建立了描述双尺度单胞内树脂流动的数学模型,基于最小势能原理建立了织物单胞逼近真实的几何模型。研究了由纱线卷曲和相互挤压引起的微观渗透率分布的不均匀性及其在流动求解上的处理方法;基于有限差分法建立了树脂流动控制方程数值求解方法,并开发了相应软件包,求得了单胞内树脂流动压力和速度场,进而获得了渗透率预测值;通过与文献预测数据和实验值对比,证明了本文中预测模型和求解方法的正确性。
- 杨波金天国郑龙
- 关键词：渗透率有限差分法
