张国凡
- 作品数：12 被引量：72H指数：6
- 供职机构：西北工业大学航空学院更多>>
- 发文基金：中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术一般工业技术理学自动化与计算机技术更多>>
- 民机中央翼加筋壁板承载能力的非线性有限元分析被引量：2
- 2012年
- 应用非线性有限元分析技术,采用MSC.Patran为前后置处理器进行建模,以具有较强非线性功能的Marc软件为求解器,细致研究了某民机中央翼加筋板结构在受力状态下的非线性变形、后屈曲破坏过程、最终失稳破坏形式及载荷,与试验结果进行了比较,破坏过程及破坏形式与试验相吻合,计算的破坏载荷与试验的破坏载荷误差在5%以内,显示文中方法可以满足工程设计和分析要求。
- 王海燕吴存利郭瑜超张国凡刘小军
- 关键词：民机承载能力非线性有限元分析
- 复合材料加筋壁板剪切破坏试验与后屈曲分析被引量：10
- 2016年
- 针对复合材料加筋壁板在剪切载荷下的稳定性和承载特性,开展了破坏试验和后屈曲分析方法的研究。基于三维Hashin准则和平方应力准则作为复合材料层板和界面胶层的失效判据及刚度退化策略,建立了考虑渐进损伤的剪切破坏分析模型,利用编制的用户自定义UMAT子程序,实现了在ABAQUS中的应用和承载能力的求解。与试验结果相比,结构承载能力和应变状态数值分析与试验值吻合良好,预测的破坏模式也与试验结果一致,屈曲载荷和承载能力相对误差分别为5.4%和3.5%,验证了该建模分析方法的有效性。
- 张国凡孙侠生孙中雷
- 关键词：复合材料稳定性承载能力破坏模式
- 复合材料帽型加筋壁板的失效机制分析与改进设计被引量：13
- 2017年
- 为了准确预测复合材料帽型加筋壁板的后屈曲承载能力,针对压缩载荷下筋条端头斜削的复合材料帽型加筋壁板结构的失效机制及失效载荷进行了研究。首先利用物理试验,研究了端头斜削的复合材料帽型加筋壁板失效过程,然后构建了考虑蒙皮/缘条胶接界面以及复合材料层板失效的非线性损伤分析模型,详细地研究了损伤起始、扩展和失效的全过程。在此基础上,提出了包覆层对蒙皮/缘条界面进行增强的设计方案,并基于数值仿真和试验研究了包覆层对复合材料帽型壁板的破坏模式和承载能力的影响。数值分析和试验结果表明,包覆层设计能够明显提高结构的屈曲载荷和后屈曲承载能力,分析结果与试验值吻合良好,且预测的破坏模式也与试验结果一致。
- 张国凡孙侠生吴存利
- 关键词：复合材料加筋壁板包覆层后屈曲
- 考虑后屈曲的复合材料加筋壁板承载能力分析被引量：2
- 2015年
- 复合材料加筋结构的承载能力预估是飞机设计中的重要内容,其关键问题就是考虑材料失效的后屈曲分析。针对复合材料加筋壁板承受压缩载荷的后屈曲承载能力预估问题,考虑层内损伤、层间分层以及刚度退化,基于内聚力单元与Hashin损伤准则,建立了一种简洁的渐进损伤分析方法,编制了相应的ABAQUS UMAT子程序,并利用复合材料加筋结构破坏试验进行了验证。验证结果表明,预估的承载能力、破坏模式和结构应力状态与物理试验结果符合得很好,承载能力误差在10%以内,证明了方法的准确性和工程实用性。
- 张国凡孙侠生孙中雷
- 关键词：复合材料加筋板承载能力后屈曲
- 复合材料整体化多墙盒段渐进式失效分析和试验验证被引量：9
- 2016年
- 为准确预测复合材料盒段的损伤起始和破坏过程,针对复合材料整体化多墙盒段研究了考虑材料失效的渐进损伤有限元分析技术。首先基于ABAQUS软件,利用标准试验获得的材料力学性能建立了盒段渐进损伤分析模型,分别采用三维Hashin失效准则和平方应力失效准则作为复合材料层板和连接界面的失效判据;然后,基于该模型完成了复合材料整体化多墙盒段后屈曲承载能力的求解,并利用破坏试验对分析模型进行验证。结果表明:结构承载能力和应力的有限元分析结果与试验值吻合良好,预测的失效模式也与试验结果一致,屈曲载荷和承载能力误差在5%以内。所得结论表明考虑层板失效和界面脱粘的分析模型能有效模拟整体化多墙盒段的破坏过程。
- 张国凡孙侠生吴存利孙中雷林国伟
- 关键词：复合材料后屈曲承载能力
- 基于有限元的机翼加筋盒段后屈曲分析被引量：3
- 2013年
- 加筋结构的承载能力是飞机设计中的重要内容,为预估加筋壁板结构承载能力,应解决材料的屈曲问题。关键问题就是考虑材料和几何双重非线性的后屈曲分析。采用MSC.NASTRAN软件利用弧长法对机翼加筋盒段进行了后屈曲仿真分析,得到了加载点的载荷-位移曲线和变形云图,进而获得了结构的破坏载荷和破坏模式。并利用试验数据进行了对比验证,仿真分析结果与上述对比符合的很好,破坏载荷误差在3%以内。研究结果为工程结构后屈曲设计和分析提供一定的参考。
- 张国凡段世慧吴存利
- 关键词：后屈曲分析承载能力弧长法
- 含圆形脱粘缺陷复合材料夹层结构侧向压缩破坏载荷与破坏模式分析被引量：3
- 2018年
- 为分析含脱粘缺陷复合材料夹层结构侧压破坏载荷与破坏模式,采用损伤起始判据和损伤演化准则模拟面板与胶层的损伤及破坏过程,建立了考虑材料失效的三维渐进损伤分析模型。针对两种典型复合材料夹层结构,基于所建立的模型完成了破坏载荷预估和破坏模式分析,并将有限元分析与试验结果进行了对比。结果表明:面板较弱时,中部含圆形脱粘缺陷夹层结构侧压破坏模式通常为材料失效压缩破坏,随着载荷的增加,面板中部及脱粘区域周围发生损伤并沿板宽度方向向两侧扩展,直至材料完全损伤发生破坏;面板较强时,侧压破坏模式通常为整体失稳破坏,屈曲后结构基本不再具有继续承载的能力而迅速发生破坏。分析结果破坏载荷预估值与试验吻合较好,破坏模式与试验结果一致。
- 张维罗利龙张国凡吴存利
- 关键词：脱粘夹层结构破坏载荷破坏模式
- 基于有限元的加筋板结构后屈曲分析方法研究被引量：14
- 2013年
- 加筋板结构的承载能力计算是飞机设计中的重要内容,采用后屈曲分析技术的关键在于准确模拟结构刚度变化。基于有限元从结构简化、单元选取、材料属性和求解流程选取方面对加筋壁板后屈曲建模分析方法进行了介绍,并基于一系列加筋壁板和加筋盒段对方法进行了验证。验证结果表明计算的破坏形式和破坏载荷与物理试验结果符合的很好,破坏载荷误差在10%以内,证明了方法的准确性和工程实用性。文中的工作可为加筋壁板结构后屈曲分析提供一些有益的建议。
- 张国凡段世慧吴存利
- 关键词：后屈曲分析承载能力弧长法
- 轴压载荷下复合材料加筋板后屈曲承载能力研究被引量：7
- 2016年
- 建立了轴压载荷下复合材料加筋板后屈曲承载能力分析有限元模型,计算了航空结构中典型的工字型、T型和帽型复合材料加筋板的屈曲载荷,并采用渐进损伤分析方法对复合材料加筋板后屈曲极限破坏载荷与破坏模式进行了研究。研究了筋条截面形状、筋条铺层方式对复合材料加筋板后屈曲特性的影响,研究结果可以为复合材料加筋板的设计提供参考。
- 孙中雷张国凡李军鹏
- 关键词：复合材料加筋板有限元方法后屈曲承载能力
- 铆钉载荷变形曲线有限元数值分析被引量：4
- 2014年
- 铆钉的柔度是飞机结构强度分析中重要的量,工程中常用载荷变形曲线(简称p-δ曲线)来度量。详细地研究了铆钉p-δ曲线有限元非线性数值分析方法,提出了计算p-δ曲线力学模型和三维有限元建模分析方法,模型考虑了铆钉与钉孔的接触及摩擦。利用有限元模型,研究了不同摩擦系数以及板厚对曲线的影响。为了确认模型的可靠性和分析结果正确性,同试验数据进行比较,结果显示计算结果与试验结果一致性良好,说明分析模型合理可靠。提出的力学模型和有限元模型化方法可以用于对其它型号铆钉p-δ曲线数值分析。
- 吴存利张国凡
- 关键词：铆钉有限元建模
