颗粒增强复合材料随机分布模型的数值模拟

利用三维有限元方法,通过建立颗粒随机分布胞体数值分析模型,对颗粒复合材料做模拟计算.在单向拉伸荷载作用下,讨论模型中von Mises应力的分布规律以及弹性模量的数值模拟.与实验结果相比较,发现颗粒随机分布胞体模型弹性模量与实际情况符合较好,颗粒内高应力区域与金相显微镜下的颗粒微裂纹吻合较好.     

随机分布纳米颗粒增强陶瓷基复合材料性能数值模拟分析

基于蒙特卡罗方法,利用ANSYS的APDL参数化设计语言,构建随机分布纳米颗粒增强陶瓷基复合材料性能数值分析模型,利用均质化理论计算不同体积比纳米颗粒增强陶瓷基复合材料的热膨胀系数、有效弹性模量和热残余应力。结果表明,所建模型计算的结果与用经典理论方法计算的结果基本吻合,证明所建模型是可靠的,其中三维模型能更准确地分析纳米颗粒体积比较大时微观结构对应力分布状态的影响。     

金属基复合材料中增强颗粒微观应力的数值分析

采用有限元方法分析了在微观状态下的颗粒增强金属基复合材料中颗粒的受力。颗粒简化成圆球、圆锥、圆柱和带圆角的圆柱形状。结果表明，由于颗粒和基体的弹性模量的差异，使颗粒出现应力集中。圆柱形颗粒的应力集中在基体达到屈服后要远远高于其他三种颗粒。同时，随着圆柱形颗粒的长径比增大，应力集中也增大。     

颗粒增强金属基复合材料强化机制的探讨

通过对ＳｉＣｐ／ＺＡ２２复合材料断裂过程的ＳＥＭ位观察及应力场的有限元法分析，作者认为，此种复合材料的强化效果是基体合金中的应用变强化与应力强化的综合作用而造成的。     

银基颗粒增强复合材料应力场数值模拟

利用有限元软件ANSYS,建立了不同颗粒间距的银基颗粒增强复合材料的计算模型。采用热-结构耦合的方法,分析了颗粒间距对银基颗粒增强复合材料的力学性能的影响。结果表明:颗粒间距的改变对银基颗粒增强复合材料的温度场、位移场有一定的影响;颗粒间距愈小,银基颗粒增强复合材料的应力值愈大。从而为银基颗粒增强复合材料的制备工艺优化提出了理论依据。     

颗粒增强复合材料弹性性能的统计特征分析

通过模拟颗粒随机分布的复合材料,应用均匀化方法预测出材料的宏观等效弹性性能,研究其统计特性,探讨颗粒大小、分布和几何形状的变化对材料等效弹性性能的影响。结果表明：所取代表体元尺寸与颗粒尺寸之比大于某临界值时,材料的宏观等效杨氏模量趋于某恒定值;颗粒位置的随机性使材料等效杨氏模量的概率分布近似为正态分布;椭圆形截面的增强相有助于提高材料的等效杨氏模量。     

SiC颗粒增强AI基复合材料拉伸性能与断裂机理的研究

研究了颗粒增强铝基复合材料的室温拉伸性能与断裂机理。结果表明,由于为形的区域化及残余应力的存在,使应用传统诉测量均匀材料强度的方法来测量颗粒增强金属基复全材料（ＰＲＭＭＣｓ）强度会产生一定的误差,断口分析显示,ＰＲＭＭＣｓ的断裂也属于ＭＮＧ断裂模式。     

颗粒增强金属基复合材料强化机制的探讨

通过对Ｓｉｃｐ／ＺＡ２２复合材料断裂过程的ＳＥＭ位观察及应力场的有限元法分析，作者认为，此种复合材料的强化效果是基体合金中的应变强化与应力强化的综合作用而造成的。     

颗粒增强不锈钢基复合材料冲蚀磨损性能研究

在MMG－200高温氧化-冲刷腐蚀磨损试验机上,考察了Al     

颗粒增强复合材料显微组织的计算机仿真

用计算机仿真了颗粒增强复合材料的显微组织,在仿真中考虑了颗粒的形状、尺寸、体积分数和空间分布,结果表明,结合颗粒几何数据的蒙特卡罗方法可以模拟颗粒增强复合材料的各种三维显微组织,计算机仿真显微组织可以作为研究颗粒增强复合材料显微组织定量表征的三维数字化模型,同时可以作为颗粒复合材料加工过程数值仿真和细观力学计算的显微组织模型。     

TiC颗粒增强钛基复合材料宏细观力学性能分析

结合均匀化理论与不动点迭代法,提出了均匀化方法用于解决周期性多尺度问题的有限元框架,建立了具有典型微观结构的TiC颗粒增强钛基复合材料的单胞有限元模型.从宏观尺度出发采用不动点迭代方法给出了微观尺度下单胞有限元的位移边界条件,对其拉伸力学性能进行了数值模拟研究.给出了TiC颗粒增强钛基复合材料在拉伸载荷作用下的宏观等效力学性能,并与实验结果进行对比,验证了该方法的有效性和可靠性.     

机织针织复合结构增强复合材料的拉伸性能

经纬纱和针织纱分别使用玻璃纤维和高强涤纶编织新型机织针织复合织物作为增强体,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制作聚乙烯树脂复合材料.对该新型复合材料的横向、纵向和斜向拉伸性能进行测试,并对拉伸应力-应变特征曲线及其拉伸断裂形态进行分析.研究表明:该类复合材料具有较好的拉伸性能,横向和纵向的拉伸性能均优于斜向,...     

横向纤维搭桥下矩形脱层热屈曲数值模拟

基于板的小挠度理论以及热屈曲分析的ANSYS有限元法,考虑横向纤维搭桥的作用,对矩形薄板的脱层热屈曲进行数值模拟.有限元分析结果表明,随着纤维搭桥刚度的提高,热屈曲的临界屈曲温度随之增大,脱层屈曲区域逐渐减小.通过数值模拟的结果,能为工程结构中热屈曲问题提供参考.     

SiC颗粒增强铝基复合材料细观损伤的温度效应

SiC颗粒增强铝基复合材料的宏观力学行为与其微观损伤机理密切相关,随温度的升高,材料力学性能明显下降,SiCp/A356复合材料表现出不同的细观损伤机理.文中对真空双搅拌方法制备的质量分数为20%的SiC颗粒增强铝基复合材料在室温和高温下的细观损伤机制进行了研究,在试样断口上,通过扫描电镜观察到了不同的裂纹萌生和扩展机制,根据不同温度下表现出的不同失效方法,归纳出了复合材料细观损伤的温度效应曲线.研究表明,在室温下复合材料的裂纹萌生以基体撕裂和颗粒断裂为主,高温下其裂纹萌生机制以颗粒脱离和基体撕裂为主.     

钢筋混凝土结构倒塌全过程数值模拟

提出了一种改进的扩展散体单元模型,以模拟钢筋混凝土结构在地震下的破坏与倒塌,在该方法中,钢筋混凝土被离散成一个个质点,质点之间用非线性弹簧连结,局部的破坏通过弹簧的断裂模拟,该方法可以计算结构从局部破坏到整体倒塌的全过程。     

超高韧度水泥基修复剪力墙试验的数值分析

采用扩展有限元方法(XFEM)与内聚力裂缝模型相结合,模拟超高韧度水泥基(ECC)修复震损剪力墙中混凝土和ECC材料内部的裂缝开展,以及界面裂缝在ECC与混凝土界面之间开展的力学行为,并在此基础上数值再现了原有钢筋混凝土墙体及修复后墙体在侧向荷载作用下的反应.结果表明:将扩展有限元方法与基于界面的内聚力模型相结合,可较好地模拟有黏结界面的修复后剪力墙的受力行为,有限元模拟计算结果的极限承载力和相应位移与试验结果吻合良好.     

接触热阻对超声速飞行器结构响应分析的影响

在超声速飞行中,界面间接触热阻对结构传热有重要的影响。在超声速飞行器设计与安全评估中,需要准确判断接触热阻对结构响应的影响。为此,形成考虑接触问题的热力直接耦合有限元计算方法,建立了超声速飞行器前缘结构局部模型,通过CMY(Copper-Mikic-Yovanovich)模型获得了界面间接触热阻,计算了超声速飞行中考虑与不考虑接触热阻时飞行器前缘的结构响应。结果表明:在仿真中考虑接触热阻大幅改变了结构的温度与应力响应,并增强了温度场与应力场间的双向耦合关系。同时,载荷大小决定了接触热阻对结构应力场的影响程度。     

连续玄武岩纤维衬垫织物复合材料及其拉伸性能

在电脑横机上分别编织了连续玄武岩纤维变化纬平针和不同垫纱比的衬垫织物4种预制件.通过真空辅助树脂转移模塑成型(VARTM)技术制成复合材料,测试其纵、横向拉伸性能.结果表明衬垫纱的浮线可以明显提高织物的横向拉伸性能,为玄武岩纤维及纬编增强复合材料的生产设计和应用提供依据.     

聚丙烯/蒙脱土复合材料热性能和动态力学性能

用熔融混合法制备出聚丙烯／蒙脱土复合材料(PP／MMT)，采用X射线衍射(XRD)、示差扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)以及动态热机械性能分析(DMTA)等手段进行分析，研究了相容剂马来酸酐接枝改性的聚丙烯对复合材料微观结构、热性能和动态力学性能的影响．结果表明，当相容剂含量达到一定值时，蒙脱土片层在聚丙烯基体中几乎全部以剥离或者无序的状态存在，复合材料的热性能、动态力学性能有较大的提高．