曹东风
- 作品数：27 被引量：21H指数：3
- 供职机构：武汉理工大学更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金中国博士后科学基金湖北省自然科学基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术航空宇航科学技术理学自动化与计算机技术更多>>
- 颗粒增强金属基复合材料动态力学性能预测方法研究
- 本文的主要任务是用计算细观力学的方法模拟研究分离式霍普金森压杆的实验过程，并构建一种采用二维多颗粒随机模型来预测PRMMCs动态力学性能的方法。这种二维多颗粒随机模型可以考虑应变率、颗粒体积含量、颗粒尺寸及颗粒形状等因素...
- 曹东风
- 关键词：陶瓷颗粒金属基复合材料动态力学性能应力应变
- 文献传递
- 硅氧烷改性环氧树脂基复合材料层间力学性能与耐热性被引量：1
- 2023年
- 通过环氧树脂基体增韧改性同时提升环氧树脂基复合材料层间力学性能和耐热性能的研究具有重要工程应用价值。对端羟基聚二甲基硅氧烷与环氧树脂进行缩合反应制备改性树脂(ES),采用真空导入方法制备玻璃纤维增强改性环氧树脂基复合材料(ES-GF)。通过双悬臂梁和短梁剪切等实验对复合材料的层间力学性能进行测量,通过热失重和动态机械热测试对复合材料的耐热性能进行评价,相应的玻璃纤维增强未改性环氧基复合材料(EP-GF)的层间力学性能和耐热性能也被测试用于对比分析。为了对复合材料层间力学性能强化和耐热性提升的物理机制进行解析,改性前后的环氧树脂的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、拉伸断裂延伸率、摆锤冲击强度和微观结构特征等也被测量和表征。实验结果表明:相比EP-GF,ES-GF的I型临界应变能释放率(断裂韧性)提升了98.1%,层间剪切强度提升13.3%,层间力学性能的强化归因于Si-O键柔性链段、“韧性点”发挥“钉锚”及纤维/基体浸润性提高的综合作用,其层间破坏模式由纤维基体脱粘转变为基体内聚破坏。ES的最大热失重速率降低了33.1%,800℃最终残余增加了13.5倍。在玻璃化转变温度T_(g)之前ES-GF的储能模量比EP-GF提高1.3 GPa,在T_(g)之后ES-GF的储能模量比EP-GF提高0.8 GPa左右,硅氧烷改性环氧树脂的玻璃化转变温度略有提高。
- 曹东风曹东风冀运东胡海晓冀运东李书欣
- 关键词：改性环氧树脂基复合材料耐热性能
- 考虑界面应变传递机制的内埋FBGs环氧树脂固化过程模拟被引量：1
- 2023年
- 采用实验与数值分析相结合的手段对光纤布拉格光栅传感器(Fiber Bragg grating sensor,FBGs)与基体间应变传递机制这一固化监测的基础问题进行了探索。首先,对树脂的固化动力学、热膨胀、化学收缩和玻璃化转变等物化变化进行了表征,然后,借助热电偶和FBGs开展了环氧树脂固化过程的温度和应变监测实验,最后,基于固化过程热-化-力多场耦合数值分析方法开展了固化过程模拟。通过对比纯树脂模型、界面采用绑定约束的含FBGs模型和界面采用内聚力行为的含FBSs模型分析结果,对界面传递机制进行了探讨。结果表明:固化前期界面处存在的剪滞效应和界面滑移行为导致FBGs监测应变相较树脂本体应变明显偏小,其中剪滞效应占主导作用。采用内聚力行为可以较好地描述固化过程界面应变传递机制,数值预测结果与实验值误差较小。
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- 钻孔分层损伤对复合材料层合孔板压缩力学行为的影响
- 2022年
- 钻孔分层损伤对复合材料层合孔板的承载能力和失效模式有着显著的影响。通过实验和仿真相结合的方式,开展单一预制分层缺陷下、双分层缺陷同侧耦合及双分层缺陷异侧耦合作用下复合材料层合孔板的压缩承载能力及失效模式的研究。通过预埋聚四氟乙烯薄膜,制备了含单一圆形预制分层缺陷的碳纤维增强树脂复合材料开孔板试件,采用浸没式超声C扫和数字图像DIC技术分别对复合材料层合板损伤和法向变形进行检测,研究含不同尺寸预制分层开孔层合板在压缩载荷下的分层扩展及失效变形特征,进而揭示分层缺陷大小对其承载能力的影响机制。构建基于内聚力单元方法的含孔复合材料层合板数值模型,对比实验修正模型,探索了单一预制分层缺陷下碳纤维增强树脂复合材料开孔板的损伤扩展机制,并在此模型基础上开展双分层缺陷耦合作用下复合材料开孔板在压缩载荷作用下的屈曲变形、分层扩展和承载能力的数值预测和分析。实验结果表明:含单一圆形预制分层缺陷的碳纤维增强环氧树脂复合材料开孔层合板试件呈现出初始受压、局部屈曲、整体屈曲后破坏的失效模式,预制分层缺陷对复合材料孔板压缩力学性能有显著影响,随着缺陷的增大压缩承载能力逐渐下降。双分层缺陷耦合作用数值分析表明:双分层缺陷进一步降低了复合材料孔板压缩承载能力,同侧非对称耦合分层缺陷结构的失效模式与单一缺陷结构基本一致,而异侧非对称耦合分层缺陷结构出现了双裂纹扩展,该裂纹扩展模式进一步削弱了孔板的压缩承载能力。
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- 关键词：复合材料
- 单螺栓修复对含冲击损伤碳纤维/环氧树脂复合材料层合板压缩承载能力的影响被引量：3
- 2020年
- 开展了单钉修复对含冲击损伤碳纤维/环氧树脂复合材料层合板压缩承载能力影响的试验研究。测试了三种不同能量冲击后碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的压缩承载能力及失效模式,测定了单螺栓对碳纤维/环氧树脂复合材料层合板压缩承载能力的修复效率,并借助数字图像相关技术(DIC)表征手段揭示了单螺栓修复对含冲击损伤结构失效行为的影响。结果表明:冲击后碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的压缩承载能力随着冲击能量的增加而降低,冲击损伤破坏了碳纤维/环氧树脂复合材料层合板结构的对称性,并导致结构在加载初期呈非对称的局部屈曲变形特征,局部屈曲诱发并加剧分层损伤扩展;单螺栓修复能有效恢复结构的整体对称性,在一定程度上抑制含冲击损伤碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的局部屈曲,达到可观的修复效率。该研究为复合材料紧固件修理方案的制订及修理损伤容限的定义提供一定的指导意义。
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- 关键词：复合材料冲击后压缩局部屈曲
- 聚硅氧烷改性环氧树脂对玻璃纤维/酚醛复合材料高温残余强度的影响
- 2023年
- ASTM 3059-18标准将高温残余力学性能纳入树脂基复合材料阻燃指标,突破了复合材料传统化学阻燃概念,标志着结构阻燃概念得到了设计方的重视。本文将自制的聚硅氧烷改性环氧树脂(EP-Si)与酚醛树脂(PF)共混,并辅以无机粉料和玻璃纤维增强体,通过力学性能、热失重(TGA)、锥形量热(CCT)和扫描电镜(SEM)等测试方法,研究了EP-Si和无机粉料对玻璃纤维/酚醛复合材料高温残余强度的影响。实验结果表明:当EP-Si用量为40wt%,复合材料的常温及高温残余弯曲强度分别为384.4 MPa、53.3 MPa,相比PF复合材料提高了78.7%、85.1%;辅以适当比例无机粉料,高温残余弯曲强度最高可达85.1 MPa,相比PF复合材料提升了195.5%。高温处理后含硅PF复合材料厚度膨胀而PF复合材料厚度收缩;含硅PF复合材料的热解残留率更高,表层氧化降解更快,但内层生成CO含量低于PF复合材料;含硅树脂基体的无机热解产物保护了内层树脂和纤维,原位热解无机产物分布更均匀、与无机粉料相容性好及可能存在的共烧结作用进一步隔离了氧气侵入,提高了结构完整性和高温残余强度。
- 李晨阳李书欣冀运东冀运东胡海晓陈震
- 关键词：酚醛树脂氧化降解复合材料
- 土受内压冲击作用破坏过程的近场动力学模拟
- 研究土在高速冲击作用下的动态力学响应与渐进式破坏过程在地质力学、地质物理学等领域的应用具有非常重要的意义。传统的计算方法在用于解决高速冲击的破坏问题时，存在各种各样的难题，如，需要计算裂纹尖端应力场，需要记录裂纹扩展路径...
- 赖欣刘立胜刘齐文曹东风苏琳王珍朱国甫
- 关键词：DRUCKER-PRAGER饱和土
- 基于LS-DYNA速度边界的数值造波方法
- 本发明涉及数值造波技术领域，尤其涉及一种基于LS‑DYNA速度边界的数值造波方法，包括以下步骤：对实际环境中的波浪水池进行模拟，并建立有限元模型；对数值波浪水池进行建立；在LS‑DYNA中建立单层环境单元搭配*ALE_A...
- 曹东风安泽君夏俊康蔡伟胡海晓陈宏达李书欣
- 结构内埋光纤光栅传感器的承插式端面引出装置及其制备方法、应用
- 本发明涉及一种结构内埋光纤光栅传感器的承插式端面引出装置及其制备方法、应用。首先将光纤光栅传感器与光纤插芯连接固定，接着依次在光纤插芯表面套上定位套管和外保护套管得到端面引出套件，将光纤光栅传感器和端面引出套件一同放入成...
- 李书欣曹子荷刘勇胡海晓曹东风
- 基于ALE方法的民用飞机水上漂浮特性的数值分析被引量：1
- 2014年
- 飞机水上漂浮特性作为飞机水上迫降性能的一个方面,在中国民用航空总局颁布的《中国民用航空规章第25部:运输类飞机适航标准》中就指出要求需要对飞机水上迫降漂浮特性进行分析,以确保乘员能安全撤离飞机并乘上救生设备.本文基于LS-DYNA应用有限元方法建立飞机水上漂浮的数值模型,引入ALE方法描述飞机漂浮过程中水面外形,采用罚函数耦合约束模拟飞机外层与水面之间的作用,利用显式动力学方法模拟了飞机的漂浮过程,使用添加阻尼的方式用动力分析软件模拟飞机达到漂浮静态的效果,得到飞机漂浮过程中的姿态角、速度、初始淹没深度等物理量变化.
- 马中帆古彪曹东风张家旭刘齐文刘立胜
- 关键词：水上迫降阻尼
