国家自然科学基金(61079005)
- 作品数：11 被引量：91H指数：7
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- 不同的裂纹尺寸对椭圆形裂纹应力强度因子影响的研究被引量：9
- 2011年
- 针对平板椭圆形裂纹,提出了椭圆裂纹求解应力强度因子的解析解法,该方法是建立在弹性断裂理论及复变函数理论基础上的。文中针对椭圆裂纹,在具有不同的外荷载,以及不同的椭圆裂纹形状情况下,对应力强度因子进行较为全面的仿真分析。得到了应力强度因子和椭圆裂纹长短轴及所处位置,以及外荷载之间的关系变化的曲线。利用所建立的计算模型,可以非常迅速地求得不同几何参数情况下椭圆裂纹在复杂应力场中沿裂纹周边不同位置的应力强度因子。并对三种不同椭圆裂纹形状情况下的应力强度因子进行了分析和比较。
- 李成铁瑛郑艳萍
- 关键词：应力强度因子仿真
- 连接结构的孔边强化层对复合材料含孔板失效过程的影响被引量：14
- 2011年
- 在实际工程中,复合材料开口孔周围应力集中现象十分严重,使孔边极易发生破坏,且破坏形式多种多样。为提高含孔复合材料板的结构强度,可在孔边铺设一层一定厚度的材料,用来强化含孔板的承载能力。以三维逐渐损伤理论为基础,采用商用软件ANSYS的二次开发语言,建立对复合材料含孔板进行孔边结构强化的模型,在拉伸载荷下对具有强化结构的含孔复合材料板进行数值失效模拟计算,并与已有文献结果进行比较,验证了本模型的正确性。同时,分析各铺层的失效形式特点,以及不同强化层厚度对各铺层失效过程的影响,得到不同厚度的强化层下,层合板的初始失效载荷、最终失效载荷及整个失效过程,为复合材料含孔板强化结构的研究提供一定参考。
- 何龙李成朱红红
- 关键词：复合材料板拉伸载荷
- 销钉连接接触面的应力有限元计算与分析被引量：6
- 2012年
- 采用有限元数值求解方法,对由圆柱销钉和匀质正交各向异性层合板构成的连接结构模型进行了销钉拔出过程中接触面的应力计算与分析.模型计算分两个载荷步进行:载荷步一进行不加外载时结构过盈配合所致预应力的计算;载荷步二进行施加位移载荷使销钉从板中拔出的应力计算.结果表明:应力集中在销钉和孔边附近,且呈现对称分布趋势;其中孔径向和环向方面应力值变化幅度较大,最大应力出现在连接板孔边上,孔中心轴向方向应力值变化幅度较小,最大应力在销轴上,为预测销钉拔出造成的易损伤位置提供参考依据,同时应力计算结果为进行各向异性连接件的失效损伤分析奠定了基础.
- 李成朱红红铁瑛何龙
- 关键词：销钉有限元正交各向异性板
- 不同材料及荷载下含椭圆和圆孔树脂基复合材料板孔边应力场比较被引量：2
- 2012年
- 针对实际工程中常见的含圆孔和椭圆孔的树脂基复合材料板,建立基于Mathematica的计算模型,对带有圆形和椭圆孔的复合材料板,在不同荷载作用下进行计算,对两种孔形应力分布作比较。而且以两种不同材料含孔板为例,对不同荷载作用下的孔边应力进行计算,并对材料对孔边应力场的影响作较为全面的比较。为在实际工程中对孔形、材料以及所受外荷载进行合理选择提供理论依据。
- 李成铁瑛赵华东郑艳萍
- 关键词：树脂基复合材料
- 复合材料风力发电机叶片的流固耦合分析被引量：8
- 2013年
- 为研究风力发电叶片在工作过程中的应力状态和变形情况,以某一水平轴风力发电机的风轮叶片模型为研究对象,运用Ansys Workbench软件平台中的流体力学计算软件CFX,对不风速和叶厚下的复合材料风力发电叶片进行了流固耦合数值模拟,并对不同工况下叶片的应力及变形情况进行了分析比较。结果表明:叶片上距离叶根约2/3叶高处有明显的应力集中,容易发生疲劳断裂;且叶尖部位有较大变形。模拟计算结果与工程实际相一致,可对工程实际中风力发电叶片的设计和制造提供一定的指导。
- 常丽平李成铁瑛张晓闯
- 关键词：复合材料流固耦合应力
- 轴流泵叶片流固耦合强度分析被引量：20
- 2012年
- 为了综合考虑轴流泵叶轮工作时叶片真实的应力及变形状态,基于Ansys Workbench软件平台运用计算流体动力学分析软件CFX对轴流泵模型叶片进行了流固耦合数值模拟。比较并分析了两种泵轮转速工况下叶片的强度及刚度的不同,发现叶片根部有明显的应力集中现象,叶尖处有较大变形。结果表明:叶根部位为叶片危险截面,容易发生疲劳断裂;叶尖部位振动问题显著。
- 潘旭李成铁瑛张万枝
- 关键词：水力机械流固耦合轴流泵叶片应力
- 基于逐渐损伤理论的复合材料飞轮转子渐进失效分析被引量：4
- 2013年
- 基于三维逐渐损伤理论,采用刚度衰减模型来预测三维复合材料飞轮转子的渐进失效特性,并与已有参考文献进行比对,验证模型的正确性。模型考虑的失效形式主要包括四种:纤维断裂,基体开裂,分层和基纤剪切失效。采用有限元法中的牛顿-拉普森非线性迭代算法进行三维渐进失效分析,分析不同缠绕预应力下飞轮的失效过程,并进行对比分析。计算结果表明,转子的失效首先发生在飞轮的中部,单元发生基体开裂失效,随着转速的提高,单元发生纤维断裂,导致飞轮在外径处发生爆破失效。缠绕过程中对纤维束施加预应力能提高飞轮的初始失效转速。在整个损伤过程中没有出现单元分层失效和剪切失效。
- 陈启军李成铁瑛刘坤良
- 关键词：复合材料飞轮有限元法
- 复合材料两钉斜削搭接接头钉载分配与连接强度研究被引量：7
- 2012年
- 针对复合材料层合板与斜削金属材料板双搭两钉连接接头,基于有限元分析软件ANSYS技术平台,对7种不同几何参数的连接接头钉载比例进行计算分析,探讨螺栓直径配置及金属板厚度对钉载分配的影响。结果表明,降低靠近层合板加载端螺栓直径有助于改善钉载分配,而提高或降低远离加载端的螺栓直径均无益改善钉载分配,降低接头金属连接板非斜削端厚度有助于优化钉载分配;另对上述接头中等直径螺栓连接的斜削形式和等厚度搭接形式接头进行的损伤累积仿真模拟及静拉伸极限强度计算表明,斜削搭接形式下层合板各角度铺层初始损伤载荷及接头整体最终失效载荷值均高于等厚度搭接,且计算发现,在极限载荷水平下,斜削接头持续保持较等厚度搭接接头钉载分配方面的优势,得出其连接强度的提高与它载荷分配优势从加载初持续到最终失效是分不开的结论。
- 朱红红李成何龙铁瑛
- 关键词：复合材料钉载分配
- 胶结修补对复合材料层合板各铺层失效形式的影响被引量：6
- 2013年
- 复合材料由于重量轻、强度高等诸多优点使得其应用非常广泛,然而不可避免地也会在使用过程中出现损伤。受损结构的修补问题,成为日前急待解决的技术问题。在工程实际应用中,对受损复合材料层合板的常见处理方法就是在受损处用胶粘上一补片,用以弥补受损结构的不连续性。采用ANSYS参数化编程语言,以三维逐渐损伤理论为依据,考虑多种失效形式,按已有文献建立相应模型,并通过对比验证模型程序及算法的正确性。分别建立半穿透型及穿透型受损复合材料层合板受损修补模型,在拉伸载荷下对模型进行多参数计算,分别模拟受损不补与胶结修补模型的整个失效过程,取出其中最典型的三组数据进行对比。针对不同大小补片进行计算,得出胶结修补对复合材料层合板各铺层失效形式的具体影响。
- 张晓闯李成铁瑛常丽平
- 关键词：复合材料层合板失效形式
- 单搭胶/螺栓混合连接结构的应力分布与载荷分配被引量：8
- 2013年
- 针对平衡单搭胶/螺栓混合连接结构及其对应胶连接、螺栓连接结构,通过逐步构建其各自对应的精确三维有限元分析模型的方法对比分析了三种连接结构的应力分布。首先构建了胶连接分析模型,其胶层应力计算结果与采用已有文献理论分析模型计算结果比较吻合,验证了计算模型的准确性;在上述模型基础上继而构建了胶/螺栓混合连接分析模型,对比分析了采用两种胶材料的混合连接相对于对应单种胶连接层应力分布的变化,并计算了混合连接胶层与螺栓的承载比例,发现采用酚醛树脂胶的混合连接与对应胶连接胶层应力分布几近一致,螺栓分载很少,而采用丙烯酸酯胶的混合连接胶层剪切应力得到极大程度降低且螺栓得到了较大分载;最后构建了混合连接对应的螺栓连接分析模型,比较了两者应力水平和应力集中程度,发现前者明显低于后者,混合连接胶层的加入有缓解连接孔边应力集中的作用。提出混合连接可采用低模量胶材料以使胶层与螺栓共同分载,从而达到比传统连接方式更好的连接性能。
- 李成朱红红铁瑛何龙
- 关键词：机械学有限元分析应力分布
