单板条层积材力学性能的预测模型

以弹性力学能量原理为基础,建立单板条层积材的力学性能预测模型,并采用压制单向薄层复合材料对模型预测值进行验证。验证试验结果表明,与其他常用的几何模型相比,根据能量法建立的模型预测范围更加准确,能量原理得出的预测范围在热压压力小于5 MPa时比较准确。由于完全定向板材的横向搭接长度有限,使得横纹弹性模量的实测值与预测范围偏差较大,但是实际生产板材时,并不存在这种情况,因而在实际生产中模型的预测精度将会提高;而顺纹弹性模量和纵横向剪切模量的预测精度较高。     

经典层合板刚度模型在胶合板中的应用

根据胶合板结构特点及速生杨木单板的面内弹性常数预测模型,将复合材料经典层合板理论的刚度模型应用于胶合板类人造板.模型验证实验中,在表、背单板上正交铺设浸渍纸,使用电阻应变片可测得试件在受轴向拉伸或纯弯曲载荷时上、下表面的应变εI和εy,对部分柔度系数的实验值和模型理论值进行了验证.结果表明:刚度模型能较好地预测胶合板的刚度值,经典层合板理论刚度模型可以用于描述胶合板的刚度问题.     

竹木复合单板层积材中加捻竹束的预应力效应

根据纺织及复合材料理论给出了描述加捻竹束在竹木复合单板层积材中产生预应力的力学模型.通过试验对比了不配置竹束、配置不加捻竹束、配置加捻竹束3种单板层积材的水平剪切强度和弯曲性能.结果表明:3种单板层积材的水平剪切强度无显著差异.配置竹束使单板层积材弹性模量和静曲强度明显增加,弹性模量增加22.8%,静曲强度增加18.6%;配置加捻竹束的竹木复合单板层积材弹性模量的提高较为明显,较配置不加捻竹束的层积材弹性模量增加17.6%,静曲强度增加11.0%.竹木复合单板层积材中加捻竹束预应力的存在能改善板材的刚度和强度,其预应力效应表现为正效应.     

高压下NaI弹性常数与声速的第一性原理计算

利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论计算了碘化B1B33结构的弹性性质,计算了给定压强下能量最低构型然后利用胡克定律计算了弹性常数和体模量B. 第一性原理方法较其它方法的计算结果能与实验更好的吻合,并且利用该方法首次在不同压强下计算了碘化钠B1和B33结构的几个主要传播方向上的声速.     

高温高压下3C-SiC的结构和弹性性质计算

文章利用第一性原理非局域超软赝势密度泛函理论研究了3C-SiC的结构,其零温零压下的晶格常数、体弹模量及其对压强的一阶导数,计算结果与实验值和其它理论计算结果相符合。并结合准谐德拜模型,得到了不同温度和压强下的弹性常数,发现弹性常数随压强的增加而增加,随温度的增加而减小;由弹性常数出发计算出了不同温度和压强下的绝热体弹模量BS、剪切模量G、弹性各向异性A、偏差δ等一系列表征物质弹性性质的物理量。     

含铺层拼接层合板的等效刚度估算

通过分析铺层纤维取向和面内变形特点,提出纤维切断铺层拼接层合板的力学性能分析方法。按单层偏轴向力学性能转换关系,推导了不同纤维方向拼接层的等效工程弹性常数计算公式,并举例说明了含铺层拼接层合板的等效刚度计算方法。     

非贯通节理岩体等效模型与弹性参数确定

提出了一种分析非贯通节理岩体等效弹性参数的模型,导出了二维非贯通节理岩体的基本弹性常数的解析估算公式,分析了节理面的贯通率对岩体弹性特性的影响,此模型可以用于含有多组不同倾角节理面的岩体的等效弹性常数预测,在此模型基础上得到的非贯通节理岩体的等效弹性常数与有限元数值方法的计算结果相比,符合较好。     

节能砌块隐形密框墙板的弹性常数及刚度计算

为了解决节能砌块隐形密框墙板材性复杂、弹性常数不易确定的问题,在6片比例为1/2的隐形密框墙板拟静力水平加载试验以及数值模拟的基础上,通过对墙板特殊构造的分析,利用复合材料力学的知识,按照截面上混凝土含量不变的原则,介绍单向纤维加强方法,在此基础上,将节能砌块隐形密框墙板等效为正交各向异性的双向纤维加强复合材料,建立墙板的复合材料力学模型;提出墙板等效弹性常数的理论计算公式;进而将墙板简化为各向同性的计算模型,给出墙板弹性常数的实用计算公式,为节能砌块隐形密框墙板的实用弹性刚度计算公式提供必要的参数.将理论计算与试验结果进行对比分析,对墙体的弹性抗侧刚度的计算公式进行修正,提出适合于节能砌块隐形密框墙板的弹性抗侧刚度的计算公式.研究结果表明:由等效复合材料力学简化模型推导的弹性常数及刚度计算公式具有一定的理论依据和实用价值,能够满足实际工程计算需要.     

用超级单元法分析含空洞介质的等效弹性性质

在Kachanov对基体材料中含有任意个椭圆空洞的弹性势函数的基础上，给出了对应的等效弹性常数的简单表达式，建立了以单元边界内力为基本未知量的超级单元刚度矩阵方程，通过对铝合金薄板的数值计算，并和实验结果相比较，验证了理论分析与超级单元数值模型的有效性和可靠性。     

MX(M=Fe,Ru,Co和Rh, X= Si和Ge) 合金化合物的热力学性质和硬度的第一性原理计算

基于第一性原理,利用赝势平面波法分析MX型合金化合物的结构性质、弹性性质和力学稳定性。计算得到的MSi/Ge的结构参数和形成焓与实验结果以及其他理论计算结果相吻合,结果表明MSi/Ge具有热力学稳定性且易于合成。计算得到了MX型合金化合物的弹性常数、体积模量、剪切模量、杨氏模量、弹性各向同性指标以及泊松比。基于弹性常数,得到了CoSi/Ge和RhSi/Ge的德拜温度-压强曲线。基于计算硬度的半经验模型,计算了该系列物质的硬度。其中,RhSi、FeGe和CoGe具有较高的弹性模量和较低的泊松比,具有成为超硬材料的潜质。     

单板条层积材密度梯度的研究

通过不施胶压制单板条层积材(PSL)板坯,测定板坯各层的密度分布规律并对其进行统计分析。结果表明,板坯内各层的单板条压缩后密度呈正态分布。根据预测方程计算板坯密度梯度,并将密度梯度预测值与统计分布区间进行比较,结果表明,当热压压力低于5 MPa时,计算值能较好地与统计区间吻合,板坯密度梯度不大;当热压压力为5 MPa时,计算值与统计区间相差较大,经过分析修正,最终得出板坯密度梯度的计算模型。通过断面密度扫描试验,最终得出的计算模型能反映PSL板坯的密度梯度。     

胶合板湿变形预测模型

为提高木质复合材料可设计性,根据经典层合理论,建立层合结构木质复合材料湿变形计算模型。以不对称结构的胶合板湿变形为例,考虑到单板压缩率、涂胶量等工艺对单板湿胀系数和弹性性能,以及含水率对单板弹性性能的影响,计算得到翘曲湿变形理论值。同时对不同结构胶合板进行等温增湿实验,并对模型进行验证。结果表明,所建湿变形计算模型能正确判断胶合板翘曲变形方向。     

复合集装箱底板力学性能预测与有限元分析

运用经典层合板理论和一阶剪切变形理论预测了单板定向刨花板复合集装箱底板的有效弹性模量、跨中正应力和挠度,并将预测结果与有限单元法所得的结果进行了比较。 用有限单元法对3种不同厚度木单板复合的集装箱底板的弯曲性能进行了分析。结果表明,理论预测与有限元分析结果基本相符;采用较大厚度比的单板不但可有效提高复合集装箱 底板整体的刚度性能,而且可显著减小结构中的正应力。     

竹束单板层积材的吸湿性能

采用慈竹经帚化后的竹束单板,制备了不同密度的竹束单板层积材(BLVL); 对板材进行不同温度的水浸处理,利用菲克定律分析了水浸泡温度及板材密度对竹束单板层积材吸湿行为的影响。结果表明:采用菲克第二定律扩散模型预测竹束单板层积材的长期吸湿行为具有一定的可行性,但在高温条件下(63 ℃以上)模型预测结果存在一定的偏差; 温度对竹束单板层积材的吸湿行为影响显著,随着水浸泡温度的升高,板材的吸湿速率加快,平衡时的吸湿质量增加率及厚度膨胀率增大; 密度对竹束单板层积材的吸湿行为影响较大,竹束单板层积材密度较大时,吸湿膨胀变形较小,板材的尺寸稳定性较好。     

分级杉木风电叶片复合材料的制备与研究

以杉木为原料,通过杉木分级、优选制成杉木薄板层积材,利用INSTRON 5582万能力学试验机进行检测.试验结果表明:由一、二级分级杉木制成的风电叶片复合材料的物理力学性能均达到或超过目前国外风电叶片在用的常规木材/环氧层积材的特性,完全能够替代目前大量使用的玻璃钢叶片材料.     

白梧桐木材纵向抗弯弹性模量的预测模型

在对白梧桐木材的结构进行简单化、均匀化假设基础上,根据复合材料力学及经典层合板理论,建立了白梧桐木材纵向抗弯弹性模量(MOE)的预测模型,并进行了验证。试验结果表明,针对白梧桐木材所拟定的两种细胞单元截面尺寸都可以表征其细胞单元和胞壁率。另外,依据复合材料力学建立的预测模型,获得的理论MOE精度较高; 以拟定两种截面尺寸的细胞单元所获得的理论MOE与实际MOE相对误差不超过10%。     

竹材增强杨木单板层积材冲击性能的研究

研究了在杨木单板层积材中加入竹材作为增强材料,以提高杨木单板层积材冲击性能.结果表明：将竹材加入杨木单板层积材,可以明显地改善杨木单板层积材的冲击韧性.当竹篾分别加入杨木单板层积材的上下次表层和中间部位时,其冲击韧性分别增强了30.4%和27.3%;总冲击能分别提高了31.7%和28.1%.裂纹形成能仅增长7.2%和12.8%;裂纹扩展能增长40.9%和43.4%;韧性指数值提高了27.2%和31.5%.     

刨花形态及定向角度对刨片层积材性能的影响

为优化刨片层积材(LSL)的生产工艺,提高刨片层积材性能,研究了速生杨木刨片层积材的刨花形态和刨花定向角度对其力学性能的影响。结果表明：刨花长度的增加有利于刨片层积材静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)的提高,但内结合强度略有下降;刨花宽度对LSL物理力学性能的影响较小;刨花厚度的增加使LSL物理力学性能下降。表层定向角对刨片层积材性能影响较大,顺纹方向上,表层定向角越小,层积材的MOR和MOE越大;芯层定向角度对刨片层积材性能影响较小。芯层随机铺装在一定程度上有利于层积材的内结合强度的提高。     

Pasternak地基上弹性转动约束层合板的振动特性

基于经典层合板理论 ,研究在面内预加荷载作用下 Pasternak地基上带有弹性转动约束的复合材料矩形层合板的振动特性 ,给出了相应的半解析数值方法 .在运用一维 DQ格式沿 X轴将板的横向振动控制方程实施离散化的基础上 ,沿 Y轴选取满足边界条件的特征函数作为挠度试函数与应力试函数 ,应用 Galerkin法建立起求解自振频率的特征方程 .数值结果表明 ,转动约束刚度、地基参数、面内载荷形式、层合板铺设方式等因素对层合板振动特性均有较大影响 .