国家自然科学基金(10872038)
- 作品数：4 被引量：4H指数：1
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- 含界面裂纹的压电智能梁断裂分析
- 2013年
- 针对压电智能梁界面裂纹的应力和基于能量原理的断裂行为进行了理论研究.基于Timoshenko梁理论,提出了一个压电智能梁界面断裂问题的分析模型,该模型考虑了胶层的影响,其中胶层采用考虑剥离和剪切刚度的连续弹簧模型,并推导了相应的控制方程,得到了界面剥离应力、剪切应力和能量释放率的解析解,通过实验和文献结果比较证明了解的有效性,通过典型算例分析表明:裂尖剥离应力和剪切应力的值处于同一量级,在预测压电智能梁界面断裂行为时,不能忽略电压作用下界面剥离应力产生的I型断裂.
- 白瑞祥王亮陈浩然
- 关键词：能量释放率胶层
- 力电冲击荷载下PZT/复合材料梁界面断裂分析
- 2013年
- 基于非线性有限元方法,对力电冲击荷载作用下PZT/复合材料梁界面断裂进行了研究.通过虚裂纹闭合技术计算了界面裂纹前缘的能量释放率随时间变化的响应曲线,并且采用接触单元防止PZT片和界面裂纹分层前缘的复合材料发生穿透,然后通过比较证明了该求解方法的有效性,最后通过典型算例讨论了压电效应、界面接触、电压、铺层角度和压电材料阻尼对界面动态能量释放率的影响.研究方法和结论对动态工况下PZT/复合材料界面止裂设计具有一定的参考价值.
- 白瑞祥王亮陈浩然
- 关键词：压电复合材料力电耦合
- 部分脱胶压电复合材料层合梁黏结界面失效扩展有限元分析
- 2011年
- 采用三维有限元模型,对在电场作用下部分脱胶的压电复合材料层合梁黏结界面损伤扩展行为进行了研究。建立了基于虚裂纹闭合技术(VCCT)的界面断裂单元,通过有限元软件ABAQUS的用户自定义单元功能UEL实现并计算了脱胶前缘的能量释放率GⅠ,GⅡ和GⅢ,采用B-K准则作为脱胶扩展判据。对部分脱胶的压电复合材料梁在电压作用下对黏结界面脱胶起始和扩展下3种失效模式的能量释放率进行了分析比较,同时对不同铺层形式下,对界面脱胶损伤扩展边缘和内部能量释放率影响进行了对比,还考虑压电驱动器和复合材料层合梁在不同厚度比对界面扩展的影响。结果表明,黏结界面发生以剪切模式为主的混合模式脱胶扩展失效,脱胶边缘易发生Ⅲ型失效,而后向内部扩展以Ⅱ型占主导的脱胶失效。
- 白瑞祥王亮石冶金陈保兴
- 关键词：压电驱动器复合材料层合板脱胶能量释放率
- 压电复合材料粘接界面断裂有限元模拟被引量：4
- 2012年
- 根据数字化FRMM(Fix-Ratio Mix-Mode)断裂试验,得到了压电复合材料试件的断裂韧性和位移及应变场。本文在试验的基础上,通过非线性有限元软件ABAQUS及用户子程序UMAT进行了模拟分析,采用基于损伤力学的粘聚区模型(CZM)对压电复合材料界面的起裂和脱胶扩展进行了分析,并与VCCT方法进行了比较。计算得到的荷载位移曲线更接近于试验结果,但在裂纹扩展路径上的吻合需要对粘聚区法则进一步修正。通过进一步对CZM参数进行分析,表明界面粘结强度和界面刚度对计算结果的影响很大。研究结果表明,粘聚区模型可以很好地表征压电复合材料弱粘接界面脱胶断裂问题。
- 王亮白瑞祥雷振坤陈浩然
- 关键词：压电复合材料脱胶
