三向碳/碳复合材料强度准则的改进

本文首先对各向异性材料强度理论进行了简要回顾。接着为建立3DC/C材料的强度准则方程提出了改进。它是以Tsai-Wu理论为基础,利用文献提供的3DC/C材料强度性能数据,采用多种应力状态实验数据最佳拟合的思想来确定强度准则方程中各项系数。因此,本文为3DC/C材料建立的强度准则比现有强度准则有所改进,工程使用也比较简便。     

复合材料层合板结构的广义强度准则

在试验研究的基础上,将复合材料层舍板看作一个"宏观各向异性板",提出了一种基于试验的复合材料层合板结构广义强度准则的二次完备表达式,并分析了表达式中各参数的试验求解方法.对3种典型铺层的层合板进行纵向拉伸、纵向压缩、横向拉伸、横向压缩、面内剪切等简单裁荷以及双向拉伸、拉剪组合(纵向、横向)等组合栽荷试验.给出了不同铺层形式下广义强度准则表达式中各项系数值.采用该强度准则预测复杂应力状态下的破坏应力与试验值吻合较好.     

一般强度理论及限制条件与主应力强度理论

本文从一般强度理论出发导出各向异性材料应力形式张量多项式强度理论,根据强度准则的外凸性得到应力二次形式强度准则的强度参数限制条件,并对各种特殊情况进行了讨论。该限制条件既可验证其强度准则的可用性又有助于实验确定基本强度参数。而主应力形式强度准则在应力空间给出一个椭圆型二次曲面如:椭球面,椭圆抛物面,回转抛物面,椭圆柱面或圆柱面等,但主应力空间这些曲面与主应力方向有关。因而得到强度准则在应力空间的几何解释。     

基于CDM的复合材料层合板三维非线性渐进损伤分析

建立了基于连续介质损伤力学(CDM)的中等尺度复合材料层合板三雏渐进损伤分析模型.模型中损伤材料本构方程采用对应于不同损伤模式的内部状态变量进行描述,材料失效准则采用三维HASHIN准则.分析了含孔复合材料层合板压缩试件.计算强度与试验数据的吻合表明该模型可用于预测舍孔层合板的压缩强度,同时该模型可以预测层合板的失效模式以及损伤发生、扩展直至最终破坏的整个过程,并且该模型具有较好的计算收敛性.     

复合材料单向板的统计强度准则

本文提出的统计强度准则指出,复合材料单向板在复杂,应力状态下存在一定的破坏概率,而不是绝然的安全或破坏,其破坏规律可以应用等效概率曲线来描述;和实验结果的比较也表明,等效概率曲线直观明了地反映出了单向板的破坏规律特征,是描述单向板强度特性的有效工具。     

全尺寸火箭发动机壳体破坏实验及其在轻重量设计中的应用

为更好地设计并达到导弹系统的设计要求,对火箭发动机壳的轻重量设计引进新的设计准则是很重要的。这个设计准则要求参照材料双轴极限强度来取的壳结构的安全度。这种材料的双轴极限强度一般都是通过缩尺柱形箱体破坏试验取的。但是由于半径/厚度之比不同,工程师经常对缩尺模型数据用于全尺寸导弹壳体有疑议。此外,计算火箭发动机壳体园柱部分双轴应力场中主应力的强度理论是用Huber-Henkey-VonMises破坏能量理论。然而这理论的基本推导是基于虎克定律,所以限制这个理论最大使     

石英纤维与碳纤维混杂加筋壁板剪切后屈曲性能研究

针对石英纤维与碳纤维混杂加筋壁板,研究其在剪切载荷作用下的极限承载能力,分析其损伤破坏模式。使用二维Hashin准则和二次名义应力准则作为混杂复合材料加筋壁板的层内和层间失效判据,建立了考虑渐进损伤的剪切破坏分析模型,并在ABAQUS有限元软件平台进行建模与求解。开展了石英纤维与碳纤维混杂加筋壁板剪切试验,测量其破坏载荷,获得其典型破坏模式。仿真结果与试验结果的屈曲载荷和破坏载荷相对误差均在15%以内,破坏模式一致,验证了该建模分析方法的可行性与有效性。     

充压空间运载器结构的设计、断裂控制、制造和试验

第一章在空间运载器压力箱的初步设计阶段,设计准则必须建立在飞行可靠性上。根据现有知识水平,这些准则阐明了必须满足的设计条件,以减少结构破坏的危险,并使可靠性和性能之间达到最完善的平衡。这种准则只是一些标准,而不是设计规范。几十年来,飞机设计师已参考了所有飞机结构的设计准则,这一设计准则已帮助飞机工业获得了大量结构     

胶接接头的微损伤特征值和破坏过程的声发射研究

金属胶接结构的破坏受胶层中微损伤活动过程的控制。本文在大量理论计算的基础上,对不同胶接剂—被接材料的组合,进行了微损伤活动的声发射研究。测定出刻画微损伤活动的特征值。这个实测值与理论计算结果是相当吻合的。由于篇幅关系,本文仅介绍了这项实验工作,并讨论了实验结果。有关理论计算部分拟另文发表。在确定了微损伤临界特征值之后,本文提出了一条胶接结构的强度设计准则,依此准则,将保证胶层无损伤的承载,从而提高了胶接结构的可靠性。由于该实验是在国外完成的,所用仪器、材料均系国外产品,特此说明。     

复合材料开口加筋壁板承载性能分析

为研究复合材料开口加筋壁板承载能力和失效模式,设计实施了壁板压缩试验,并基于复合材料层合板剪切理论和金属塑性硬化理论建立了复合材料开口加筋壁板有限元模型,研究了边界条件对壁板承载能力的影响,提出在加载边施加简支及铰弹簧约束,较好地模拟了壁板压缩失效过程。通过对比发现,压缩试验与仿真计算的失效模式均为壁板中部弯曲,对于开口附近位移结果光测试验和仿真计算误差小于6.3%。采用二维Hashin准则和最大应力准则分别评估了各铺层纤维损伤趋势和桁条塑性特征,并结合承力构件损伤程度分析了开口加筋壁板的压缩破坏机制。     

微型计算机在复合材料强度研究中的应用

该文将微型计算机(IBM—PC)引入复合材料强度理论研究,在强度包络线绘制,双向加载数据采集及实验数据处理等方面取得了令人满意的效果。作者分析双向试验中破坏值出现的情况,对实验研究工作有一定借鉴意义。     

线性系统部件设备的抗震强度谱

设备抗震强度谱是以设备为主体,反映设备本身最大抗冲击震动能力的试验准则。本文将这个概念推广于具有线性系统部件的设备,并提出了确定具有线性系统临界部件的设备抗震强度谱的试验方法。文章还提出了根据已经得到的强度谱预测设备在预定的具体环境冲击震动下是否会发生破坏的方法。     

统一强度理论下受特殊荷载的简支圆板极限荷载统一解

对于线性和均布荷载共同作用下的简支圆板,本文采用统一强度理论对其进行了塑性极限分析。考虑了两种作用形式,分别得出了统一解。利用该解可得出一系列不同屈服准则下的解析解和极限荷载随不同屈服准则的变化曲线。在统一强度理论中,不同的b值得到不同的屈服准则,对应不同的工程材料,其中α可根据实际的工程材料拉压强度比确定。当α≠1时,统一强度理论适用于拉压强度相同的材料,当α≠1时,适用于拉压强度不同的材料。已有的Mises解是本文解的特例,从文中的统一解得知,正确认识材料强度并合理运用屈服准则对发挥材料潜能具有重要意义。     

飞机风挡鸟撞动响应分析方法研究

建立了鸟体模型和风挡玻璃破坏准则 ,形成了一套完整的风档鸟撞动响应分析方法。并对某风挡进行了鸟撞动响应分析 ,得出了鸟的运动轨迹以及风挡玻璃的鸟撞临界速度 ,经与实验结果比较 ,两者吻合较好。     

失效准则和非线性对复合材料层合板螺栓连接失效强度的影响

建立二维复合材料螺栓连接累积损伤有限元模型.考虑接触关系,剪切非线性和材料刚度降低,针对三种不同的失效准则编制相应的损伤程序,对复合材料层合板螺栓连接件强度进行数值计算并与实验结果进行对比.研究结果表明,剪切非线性分析更合理,混合准则计算结果与实验结果吻合较好.     

压力环境下NEPE推进剂强度参数预测

考虑压力环境对NEPE推进剂力学强度性能的影响,开展了不同温度、拉伸速率下的单向拉伸实验,结合推广的双剪强度理论得到了强度参数;基于广义回归神经网络(GRNN),讨论了样本处理和误差分析,对实验加载条件覆盖面较小的结论进行了推广,预测了其它条件下的强度参数。基于某燃烧室药柱的工程应用表明,基于GRNN的参数预可以有效简化处理过程、降低综合成本,同时基于常规单向拉伸试验的Mises准则是过于保守的。     

耦合效应对复合材料圆锥壳稳定性的影响

本文以Donnell扁壳型理论为基础,采用混合型理论,应用能量变分法分析了在均匀分布外压作用下连续纤维缠绕复合材料截頂圆锥壳体的稳定性问题,重点分析了拉扭、弯扭等耦合效应对临界外压的影响,得到了临界外压的近似表达式.数值结果表明,在考虑了这些耦合效应的影响后,临界外压值有所降低,且更接近实验结果.     

混凝土结构中混杂纤维增强筋拉伸性能实验研究

采用实验的方法研究了夹芯混杂和分散混杂两种混杂方式的碳/玻(C/G)混杂纤维增强筋的拉伸性能,给出了实验件制作和实验过程,测定了不同混杂比例筋材的拉伸模量、强度和断裂伸长率。实验结果表明:模量符合混合率,强度存在两种破坏模式,断裂伸长率呈现混杂效应,夹芯混杂筋材性能总体高于分散混杂。同时探讨了拉伸性能的预测方法,结合实验数据对强度预测值进行了修正。本文的研究结果可用于混杂筋材的初步设计。     

《强激光对飞行器的毁伤效应》图书出版

北京强度环境研究所专家李清源编著的图书《强激光对飞行器的毁伤效应》由中国宇航出版社在2012年9月出版。本书结合宇航飞行器结构的特点,对国内外定向能强激光武器与其辐照引起的效应的研究工作进行了比较系统的整理与总结,以宇航飞行器结构常用的典型材料与结构元部件为研究对象,借助于实验（数据）与理论（分析、模型）,研讨材料和结构在激光辐照下的毁伤模式、机理与毁伤阀值,评估其生存能力与加固技术措施,并提出了激光辐照试验缩比相似准则——Ⅱ定律。     

气动加注阀阀杆断裂机理研究

研究了运载火箭用气动加注阀阀杆断裂机理。采用ABAQUS建立了阀门静态和冲击强度分析模型,分别得到了静态和冲击破坏模式,分析结果经过了试验验证。提出了结构改进措施,并进行了验证。