周利民
- 作品数：11 被引量：75H指数：5
- 供职机构：香港理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：一般工业技术理学化学工程电气工程更多>>
- 弹性地基复合曲梁抗弯力学性能研究被引量：1
- 2014年
- 针对曲梁结构在弹性地基作用下的抗弯力学性能进行了研究,讨论了内外径之比(Ri/Ro)对层间正应力和平面内正应力的影响。在此基础上,研究了由两种不同材料组成的复合曲梁,确定了平面内正应力中性轴的位置,考虑其内外表面处应力为零、层间正应力及位移在厚度方向连续的边界条件,求解纯弯曲载荷下复合曲梁的层间拉应力和平面内拉应力解答,进一步讨论了两种材料的不同体积分数、材料参数和放置位置对于复合曲梁应力的影响。此外,本文可推广适用于多层不同材料组成的复合曲梁,为解决实际工程中矩形截面复合曲梁强度,尤其是层间强度提供了有效方便的计算方法。
- 郝扣安王振清周利民王欣
- 关键词：弹性地基
- 不同铺层厚度复合材料的低速冲击特性与损伤模式研究被引量：4
- 2013年
- 复合材料凭借其轻质、高强的特性逐渐在工程材料界占据重要地位,对于复合材料的冲击损伤的研究也一直吸引着诸多研究学者的关注.为表征不同铺层厚度复合材料层合板的抗冲击性能,利用自由落体冲击设备,进行了复合材料层合板的冲击实验研究.给出了不同冲击能量下的损伤模式,并利用位移、速度、接触力以及能量的时间变化曲线,深入分析了侵入和穿透两种损伤模式的特点.研究发现,随着铺层厚度的增加,复合材料在冲击过程中吸收的能量也随之增加.引入能量平衡法,基于体系的能量守恒定律,利用Newton-Raphson数值方法求解了侵入损伤模式下的接触力大小,通过实验结果给定挠度求解了对应的速率变化情况,并将理论结果与实验结果进行比较.
- 郝扣安王振清周利民
- 关键词：复合材料低速冲击
- 玻纤铝合金层板受低速冲击损伤实验和仿真被引量：5
- 2015年
- 为了研究GLARE板受冲击载荷下破坏机理。落锤实验分析了GLARE板抗低速冲击性能,给出了其在实验中的破坏响应。实验分析了该材料的时间接触力曲线、时间变形曲线、时间能量吸收曲线、以及变形接触力曲线变化过程和试件两面的铝合金层的破坏情况。在ABAQUS软件中,建立了落锤低速冲击的有限元模型。通过对比在不同冲击能量时实验和数值模拟的时间接触力曲线、时间变形曲线、时间能量吸收曲线和铝合金层的破坏,验证了有限元模型的可靠性。在分析对比不同冲击时复合材料和铝合金破坏之后,发现复合材料层的破坏程度变化并不大,相反铝合金层的破坏程度有较大变化,所以铝合金层在材料整体抗冲击性能起重要作用。
- 万云章继峰王振清周利民
- 关键词：低速冲击
- 压电材料变分原理逆问题的研究被引量：11
- 1998年
- 研究了压电材料变分原理的逆问题，采用文献［８］提出的变积方法，系统地建立了压电材料的变分原理及其广义变分原理，除得到文献中已有的结果外，还得到了一些新的变分原理，为建立压电材料的有限元分析模型提供了依据。
- 石志飞赵世瑛周利民杜善义
- 关键词：压电材料功能材料变分原理逆问题有限元法
- 表面机械研磨(SMAT)技术对玻璃纤维增强铝金属层板(GLARE)拉伸性能的影响被引量：4
- 2014年
- 表面机械研磨(SMAT)技术是在短时间内通过振动发生器驱动大量硬度较大的小球以随机方向撞击金属材料,使得材料晶粒尤其是表面晶粒细化,从而达到增加材料强度的效果.通过对铝合金板进行SMAT处理,材料的极限强度和极限应变虽然有较小的降低,但是其屈服应力有较大幅度的增加.以SMAT处理后的铝合金板和玻璃纤维环氧树脂预浸料为原料,通过热压工艺制备成新型GLARE层合板.通过拉伸实验研究和理论计算分析了该GLARE材料的拉伸性能,发现SMAT处理的铝合金板制成的GLARE的屈服强度提升明显.
- 万云王振清周利民章继峰
- 关键词：表面机械研磨GLARE
- 纳米SiO_2对SMA复合材料界面强度的改善被引量：1
- 2012年
- 形状记忆合金纤维与基体之间较弱的界面粘结强度在很大程度上限制了其发展与应用.本文试图用纳米SiO2颗粒来改善形状记忆合金复合材料的界面力学性能,并讨论了不同种类以及不同含量的纳米SiO2颗粒对形状记忆合金复合材料界面强度的影响,并采用扫描电镜和透射电镜的方法分析了其作用机理.实验结果表明,纳米SiO2颗粒的加入能够有效提高形状记忆合金纤维增强复合材料的界面粘结强度.
- 王玉龙王振清周利民张佳宁
- 玻璃纤维-碳纤维混杂增强PCBT复合材料层合板的制备及低速冲击性能被引量：26
- 2015年
- 采用环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)预浸料,利用真空袋辅助热压工艺制备了玻璃纤维机织布-碳纤维机织布/聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(GF-CF/PCBT)混杂复合材料层合板。利用双悬臂梁(DCB)和三点端部开口弯曲(3ENF)试验对连续纤维增强PCBT复合材料层合板的层间强度做出评估。同时,利用低速冲击试验结合Abaqus/Explicit有限元仿真重点考察了混杂纤维增强PCBT复合材料层合板的低速冲击性能。试验结果表明:尽管CF/PCBT复合材料层合板具有优异的层间性能,当冲击能量为114.3J时,由于CF自身的脆性,CF/PCBT复合材料层合板被完全穿透,而GF-CF/PCBT混杂复合材料层合板只在表面形成凹痕。与纯CF增强PCBT复合材料层合板相比,铺层形式为[CF/GF/CF]25的GF-CF/PCBT混杂复合材料层合板的抗冲击损伤能力提高2倍。仿真得到的云图显示,冲击引起的应力在CF中的分布区域要明显大于在GF中的分布区域。
- 杨斌章继峰周利民
- 关键词：玻璃纤维碳纤维低速冲击
- SMA丝表面纳米SiO_2改性对SMA/环氧树脂复合材料界面粘结强度的影响被引量：5
- 2015年
- 为了研究形状记忆合金(SMA)丝增强环氧树脂复合材料的界面粘结行为,首先通过单纤维拔出试验测定了SMA/环氧树脂界面的粘结强度,重点考察了埋入深度对界面极限粘结强度及其拔出行为的影响。然后,结合ABAQUS有限元分析方法,利用基于表面内聚力行为的单元对SMA丝拔出过程中应力分布随拔出时间的变化关系进行了模拟。最后,针对SMA/环氧树脂复合材料界面粘结强度较弱的缺陷,提出了利用纳米SiO2改性SMA丝表面提升材料界面粘结强度的方法,并通过拔出试验进行了验证。结果表明:随着埋入深度从1.0cm增加到1.5cm和2.0cm,最大拔出载荷显著增加,平均界面粘结强度却逐渐下降。当纤维埋入深度为2.0cm时,在0.300s时临界脱粘出现。利用在SMA表面涂覆纳米SiO2颗粒的方法可以增加纤维的表面粗糙度,进而有效提高SMA丝增强环氧树脂复合材料的临界拔出强度。研究结论为SMA丝在实际工程领域中的应用提供了理论指导。
- 杨斌雷红帅王振清章继峰周利民
- 关键词：形状记忆合金丝界面粘结强度纳米SIO2
- 玻璃纤维铝合金板低速冲击损伤演化数值模拟被引量：6
- 2015年
- 编写了复合材料损伤的VUMAT子程序,并结合Johnson-Cook金属损伤模型和表面内聚力行为层间分层方法建立了玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE)受落锤低速冲击的数值模型.分析了能量吸收、形变情况及锤头接触力的变化,并通过与实验结果的比较验证了有限元方法的可靠性.利用有限元方法能够更全面分析材料损伤变化的优势,模拟了GLARE三维渐进失效、铝合金层的失效以及纤维层和铝合金层界面分层的破坏模式.通过综合分析该三种渐进失效与能量吸收、形变情况及锤头接触力的变化,揭示了玻璃纤维增强铝合金层板受落锤低速冲击下的破坏机理,验证了铝合金层板的加入对于玻璃纤维增强铝合金层板抗冲击性能增强规律.
- 万云章继峰周利民王振清
- 关键词：低速冲击
- 玻璃纤维表面纳米SiO_2改性对GF/PCBT复合材料力学性能的影响被引量：15
- 2015年
- 为研究玻璃纤维(GF)表面纳米SiO2改性对GF增强树脂基复合材料力学性能的影响,利用真空辅助模压(VAMP)工艺制备了不同含量的纳米SiO2表面改性GF增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)复合材料。分析了GF表面改性对GF/PCBT复合材料力学性能的影响,研究了纤维表面改性对GF/PCBT复合材料抗湿热老化性能的影响规律。纤维拔出试验结果表明:经表面处理的GF/PCBT复合材料的界面剪切强度提高了1.16倍;采用含量为0.5wt%和2wt%(与树脂质量比)的纳米SiO2处理GF表面后,复合材料的三点弯曲强度分别提高1.5倍和1.67倍,弯曲模量分别提高1.03倍和1.17倍。SEM结果显示:当纳米SiO2用量为2wt%时,破坏后的纤维表面被树脂完全覆盖,树脂与纤维粘结良好。在湿热条件下,由于纳米SiO2颗粒的存在,水分子很难通过界面相扩散到改性后的材料内部,其抗湿热性能提高。
- 杨斌章继峰梁文彦周利民
- 关键词：玻璃纤维湿热老化
