国家自然科学基金(11372058)
- 作品数：8 被引量：22H指数：3
- 相关作者：任明法常鑫陈亮张亚辉刘长志更多>>
- 相关机构：大连理工大学大连海事大学北京宇航系统工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺航空宇航科学技术自然科学总论更多>>
- 含初始脱粘缺陷复合材料加筋壁板渐进压溃过程的数值模拟被引量：1
- 2017年
- 建立了预测含初始脱粘缺陷复合材料加筋壁板渐进压溃响应的数值分析模型。该模型综合考虑了复合材料层合板的纤维失效、基体失效和纤维-基体剪切失效三种典型的面内损伤模式,并通过编写用户自定义材料子程序VUMAT实现面内失效类型的判断和相应材料性能的折减;在壁板和筋条连接界面应用虚裂纹闭合技术(VCCT)计算层间裂纹前缘的应变能释放率,并结合B-K混合模式准则控制缺陷的起裂以模拟脱粘的扩展演化过程;采用显式动力学方法准静态分析结构在压缩载荷下的屈曲、后屈曲直至最终压溃的响应过程。数值分析结果与文献试验、数值结果吻合良好,验证了模型的合理性和有效性,并详细研究了复合材料脱粘加筋壁板的损伤演化过程和渐进压溃行为。
- 邹华民崔向斌任明法常鑫
- 关键词：复合材料加筋壁板后屈曲
- 纤维缠绕复合材料固化成型中纤维密实过程数值模拟被引量：3
- 2016年
- 纤维缠绕复合材料固化成型过程中,缠绕制件的纤维密实程度及单层厚度受缠绕张力、树脂流动影响较大。基于Squeeze-sponge模型,发展了适用于纤维缠绕复合材料固化成型的树脂流动/纤维密实模型。该密实模型考虑了固化度、温度、树脂黏度、渗透率等参数随固化时间的变化特性,并引入缠绕张力、缠绕图案等缠绕特征,实现缠绕制件纤维密实过程的数值模拟。通过对比文献结果,证明了密实模型的可靠。基于密实模型,对不同缠绕张力制度下的纤维密实程度进行数值模拟,结果表明,相较于各层缠绕张力相等的缠绕制度,采用层间压力相等的缠绕制度时,树脂分布更加均匀,各层纤维体分比数值趋于一致,且适当提高远离树脂出口位置的缠绕张力可实现各层纤维体分比数值相等。
- 任明法刘长志丛杰张靖
- 关键词：纤维缠绕复合材料树脂流动纤维密实数值模拟
- 低温推进剂复合材料贮箱基体开裂预测方法被引量：3
- 2017年
- 基于六边形单胞模型,构建了宏细观结构力学响应场间的关联矩阵,建立了低温推进剂复合材料贮箱结构的宏细观一体化分析方法,采用工程常用的能够预测不同失效模式的宏细观强度准则,对机械和温度载荷下复合材料层合板的基体开裂进行预测。结果表明:在机械载荷下,与试验数据相比,宏观Hashin准则、改进的宏观Tsai-Wu准则、细观最大应力准则和细观Hashin准则均具有良好的预测精度。但在温度载荷下,由于考虑了组分材料间热力学性能的不匹配,使用细观强度准则与宏观强度准则预测的结果相比具有一定差异。通过对不同载荷情况下基体开裂预测结果的分析,提出了采用细观最大应力准则作为基体开裂判据,同时结合考虑组分材料热力学性能差异影响的宏细观一体化分析方法,可以有效地对低温推进剂复合材料贮箱结构的基体开裂进行预测。
- 任明法张笑闻常鑫黄诚王博
- 关键词：基体开裂单胞模型
- 基于DIC方法的铝合金焊接接头拉伸性能研究被引量：7
- 2019年
- 为准确表征铝合金焊接接头拉伸性能,针对2219铝合金搅拌摩擦焊焊接接头,采用数字图像相关(DIC)方法,测量焊接接头在拉伸载荷作用下的全场应变历程,得到铝合金焊接接头焊接区在拉伸时的连续屈服强度曲线。进而结合材料弹塑性本构模型,拟合焊接区内各点处材料本构关系,并分别构造了铝合金焊接接头焊缝区及热影响区力学性能连续变化的拟合函数,使之可以表达铝合金焊接接头焊接区内任意一点力学性能。最后利用所构造的力学性能函数模拟了铝合金焊接接头的拉伸过程,数值结果与试验相吻合,表明基于数字图像相关法的应变测量可以准确地表征其焊接区内的材料力学性能。
- 曹广龙陈亮任明法陈继乐张亚辉
- 关键词：2219铝合金焊接接头
- 考虑界面相的低温复合材料结构多尺度分析被引量：1
- 2021年
- 纤维增强复合材料中纤维与树脂基体之间的过渡区域存在与二者性质不同的纤维/基体界面,如何合理地考虑界面相的介入是复合材料结构失效分析中的关键问题。基于纤维-基体-界面三相代表体元,发展了相应的微观失效准则、损伤退化模型和材料强度不确定性模型,建立了一种考虑界面相的多尺度有限元失效分析方法,实现了的热-机械载荷下的低温复合材料结构失效预测。并采用该方法对五种温度下三种典型复合材料层板进行失效分析,数值结果与试验结果相吻合,验证了该方法可以有效地对低温复合材料结构进行失效分析。
- 张笑闻邢汉峥张靖坤任明法
- 关键词：复合材料界面
- 基于一维数字图像相关法的本科生材料力学教学试验方案被引量：1
- 2019年
- 数字图像相关法是近年发展起来的一种表面变形场测量技术。由于该技术需要借助计算机来完成复杂的图像数据处理,不利于在本科生教学中实施。试验将基于一维数字图像相关法用于测量羽毛球拍线拉伸性能。试验结果表明:一维数字图像相关法测得的羽毛球拍线拉伸载荷-位移曲线与实验机测量结果较好吻合,能够有效地测量出羽毛球拍线的拉伸力学性能。该方法测试方便,操作简单直观,数据量小,数据处理简单,适于本科生力学实验教学,也可以直接应用于纤维材料的拉伸性能测试。
- 孙先念刘庆斌吕晓君
- 关键词：力学实验教学
- 含孔隙和分层缺陷大型复合材料构件强度多尺度分析
- 先进复合材料具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、性能可设计等优势，自19世纪60年代起逐步成为了航空航天装备中重要的结构材料。随着高端航空航天装备中复合材料用量的提升，复合材料结构的尺寸越来越大，其典型制造缺陷如...
- 常鑫
- 关键词：复合材料构件失效模式多尺度分析
- 文献传递
- 基于两尺度代表体元的含孔隙复合材料单层板弹性常数预测被引量：4
- 2016年
- 为预测含孔隙复合材料单层板的弹性常数,以单向纤维增强复合材料单层板为研究对象,首先,基于细观力学方法,提出了一种基于两尺度代表体元的含孔隙复合材料单层板弹性常数预测方法;然后,基于纤维排列和孔隙特征,建立了纤维-基体尺度的代表体元模型和含孔隙复合材料单层板的代表体元模型,并采用有限元方法求解弹性常数;接着,采用周期对称边界条件,在纤维-基体尺度先进行第1步等效,得到不含孔隙复合材料单层板的弹性常数;最后,在含孔隙复合材料单层板的代表体元模型上进行第2步等效,完成了含孔隙复合材料单层板弹性常数的预测。结果显示:应用该方法得到的计算结果与试验数据吻合较好;结合纤维、基体弹性常数及孔隙形态的模型,该方法可以反映各因素对复合材料单层板弹性常数的影响。
- 任明法常鑫
- 关键词：孔隙细观尺度
- 飞行器异形复合材料贮箱设计与优化方法研究被引量：2
- 2014年
- 对复杂工况下的飞行器异形复合材料贮箱进行设计是比较困难的。本文通过建立异形复合材料贮箱的有限元模型，应用准网络设计法结合有限元数值仿真，对其层合复合材料进行初步设计；分别采用自适应模拟退火算法（ASA算法）和下山单纯形算法（DS算法）对复合材料铺层进行优化设计，以使结构质量最小化。结果表明，准网络设计法结合有限元数值仿真可以较好地对复合材料铺层进行初步设计，下山单纯形算法可能使结果落入局部最优解，但计算效率较高，自适应模拟退火算法可以得到全局最优解，但是计算效率较低。．
- 任明法卜璠梓吴会强刘德博
- 关键词：有限元数值仿真
