缠绕复合材料固化残余应力分析

本文利用傅里叶热传导方程、基体的固化动力学方程以及复合材料在固化过程中的力学性能本构模型,建立缠绕复合材料结构的固化工艺以及残余应力应变分析模型,分析计算研究复合材料固化过程中产生的残余应力。计算结果显示：缠绕复合材料最外层的残余应力均为正应力,最内层的残余应力均为负应力;缠绕复合材料的内径、层数、纤维体积分数、基体化学收缩比以及固化工艺温度对残余应力的影响较大。     

不锈钢板翅结构钎焊残余应力三维数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,对错流不锈钢板翅结构钎焊残余应力进行三维数值模拟,对模拟整个钎焊过程的方法和只模拟冷却过程的简化方法进行了比较．结果表明：由于镍基钎料BNi-2和304不锈钢母材热膨胀系数的差异,在钎焊接头处产生了较大的残余应力．2种分析方法所得的残余应力结果相差不大,残余应力主要在冷却过程中产生．因此,对板翅结构真空钎焊残余应力进行数值模拟,可采用只模拟冷却过程的方法,节约分析时间和成本．     

盲孔法测量复合材料残余应力

应用盲孔法结合相移云纹干涉实验测量正交各向异性复合材料的残余应力.首先由相移云纹干涉方法测取盲孔孔边任意点的位移,然后通过有限元数值模拟得出释放应变矩阵,进而求出测量点的残余应力值.讨论了在不同孔深的情况下残余应力测量值的变化规律.     

陶瓷基金属复合材料残余应力的计算及其增韧效应分析

分析了韧性金属颗粒增韧陶瓷复合材料的残余应力对增韧的影响，指出残余应力的存在提高了金属颗粒作用于裂纹表面的桥联应力，对增韧有一定的贡献．运用Ｅｓｈｅｌｂｙ方法导出了两相复合材料残余应力的理论计算式，为该类材料的增韧设计提供了思路．     

短碳纤维增强橡胶基密封复合材料的热残余应力数值分析

以碳纤维/丁腈橡胶基密封复合材料为对象,采用ABAQUS有限元分析软件,建立含有界面相的三维有限元模型,研究了橡胶基复合材料热残余应力的分布规律.探讨了制备温度、界面相厚度、界面相模量描述方法、纤维体积分数、纤维直径对热残余应力的影响.结果表明:制备温度的变化对纤维和界面相的热残余应力影响较大;界面相厚度对纤维的残余应力的影响比其对自身的影响大;梯度界面有利于降低复合材料的热残余应力;适当提高纤维体积分数和增加纤维直径都有助于改善复合材料热残余应力的分布.     

树脂基复合材料帽形结构固化温度场数值模拟

针对树脂基复合材料固化过程温度场分布难以有效表征问题,以帽形结构为例,采用有限元数值模拟方法对其固化过程温度场进行了仿真分析.结果表明:(1)固化工艺温度越高,树脂放热量越大,且相应固化度越大;(2)提高固化工艺温度有利于加快固化交联反应的进程,并通过数学拟合的方法,获得了固化反应速率与温度的关系曲线.     

注射成型残余应力的数值模拟

对注射成型过程中的残余应力进行了研究.针对注射成型的特点,采用线性粘弹性模型计算了注射成型过程中温度和压力引起的残余应力,充分考虑了保压压力和应力松弛对残余应力的影响,数值实现中采用了在时间上有限差分的计算方法.通过模拟计算平板形状制品残余应力在壁厚方向和流动方向上的分布及其在成型中的变化过程,深入讨论了注射成型过程中残余应力的形成机理和演变情况.实验证明了所提出的残余应力模型和计算方法的正确性与合理性.通过预测和优化注射成型中的残余应力,可以提高制品最终形状的尺寸稳定性和力学性能,对实际生产有一定的指导意义.     

残余应力释放系数的有限元计算

本文采用有限无法对盲孔残余应力释放测量中所需的应力释放系数进行了计算。这种方法克服了采用实验标定的缺点,具有较大的实用价值。     

玻璃纤维缠绕复合材料旋转壳体的弹性系数计算

一、前言 本文所讨论的壳体由简体和两端封头组成,是由玻璃纤维与壳体中心轴成一定角度的平面缠绕,并在筒体部分附加环向缠绕形成的。对它的强度分析,往往采用网络理论,这是一种略去基体作用的无矩理论。为了得到更准确的结果,需采用壳体理论、有限元法等分析方法。在强度分析之前,需预光确定壳体的弹性系数。对于各向同性材料来说,此系数是很容易确定的。可是,对于纤维缠绕壳体的弹性系数就变得复杂得多。 本文从层合理论出发,导出了弹性系数矩阵。此分析方法也适用于其它高强度纤维组成壳休的弹件矩阵的计算。二、单向纤维增强正交异性单…     

固化工艺对纤维缠绕炭纤维增强复合材料力学性能的影响

以NOL环试样的拉伸强度作为考察指标,通过对T700/E-51复合材料的固化制度进行正交试验设计,研究了固化工艺对纤维缠绕炭纤维增强复合材料力学性能的影响。对试验结果进行了极差分析和方差分析,结果表明,通过正交试验设计方法研究固化工艺对复合材料性能的影响,可以大大减少试验次数;后固化温度下的保温时间对试件力学性能影响最大;目前采用的固化制度不是最优组合,需要进一步寻求最优组合。     

光弹贴片法检测复合材料残余应力

采用钻孔法结合光弹贴片实测正交异性复合材料板小孔周围释放应力应变场,简要推导光弹等差线条纹级数与测点残余应力的关系式,并以碳/环氧复合材料板为实例,探讨更简便易行的残余应力检测方法。在实验技术上,将聚碳酸酯贴片的单侧表面镀金属铝膜,以提高贴片的反射效率。实验表明,钻孔法结合光弹贴片测量可有效地分析复合材料残余应力问题。     

纤维缠绕复合材料旋转壳体有限元强度计算

本文用有限元法分析了如图1所示的纤维复合材料结构的旋转壳体。计算后给出各节点的位移、内力、封头处各节点内外两个单层的应力值和强度破坏裕度、筒壳处两个层组各自内外单层处各节点的应力值和强度破坏裕度。1.单元的选取 单元选取双曲拟协调单元,每个节点有三个未知数,单刚矩阵为〔6×6〕。 拟协调元方法是直接对应变进行插值处理。假设单元域内的应变场为为了找出广义参数〔a〕与节圆位移参数向量之间的关系,在(1)式两边同时左乘〔N〕T,并在单元内完成积分,得将(2)式代人(1)式,得到k卜州XAj’‘〔C)｛q),则得 ︾ ︶ 二 ︶ 「 二 「 …     

高强铝合金厚板淬火残余应力数值分析

采用有限元分析方法,利用deform软件模拟分析了高强铝合金厚板的淬火冷却过程。获得了高强铝合金厚板淬火温度场、应力场和变形场分布规律。并利用点跟踪技术分析了厚板内部和表面不同位置的淬火冷却曲线、平均残余应力曲线以及沿长、宽和厚方向的三个应力分量分布曲线。结果表明,板件的残余应力主要决定于X方向的残余应力分量。厚板表面X方向的残余应力分量值达到最大,最大压应力值为-135 MPa;厚板内部X方向的残余应力分量值达到最大,最大拉应力值为156 MPa.     

铝合金大厚板淬火残余应力数值分析

基于淬火会引起铝合金大厚板很大的残余应力,并容易引起淬火变形与裂纹,恶化材料的性能,运用有限元分析软件ANSYS研究了铝合金板材尺寸、淬火介质温度对温度场、应力场和残余应力的影响.基于随温度变化的材料物性参数以及材料表面与淬火介质的换热系数,进行了淬火过程的非线性热传导分析.结果表明,随着板材厚度的增加,铝合金薄板的残余应力增加明显,而铝合金厚板的残余应力未产生太大变化;随着淬火介质温度的升高,厚板的残余应力也无明显降低;对于铝合金厚板,通过优化合金成分等措施来提高合金淬透性,才能有效降低残余内应力,并保证合金的力学性能.     

7075铝合金厚板淬火残余应力的数值模拟

利用ABAQUS有限元软件,首先针对铝合金试件的淬火过程建立了数学模型,进行热传导分析,根据所求得的瞬态温度场修正该瞬时的材料弹塑性性质.在分析瞬态应力场时,导入已生成的温度场,从而实现准耦合模拟.在此基础上分析了板材内外部的温度变化情况及热应力分布情况.     

2219铝合金VPTIG焊接残余应力的数值分析

2219铝合金经过焊接后出现了严重的软化,为了阐明焊后软化对焊接残余应力计算精度的影响,采用热-弹-塑性有限元计算方法模拟了2219铝合金平板变极性惰性气体保护对接单道焊时的温度场和应力场,并考虑了加工硬化和退火效应的影响。结果表明:软化现象对焊接残余应力的计算结果有显著影响,不考虑焊后软化时会高估焊缝区及其附近的残余应力水平。通过对比计算结果与实验测量结果可知,综合考虑加工硬化、退火效应及接头软化的情况下,数值模拟结果与实测结果吻合较好,说明该数值模拟方法具有较高的计算精度。     

冷轧301L不锈钢板残余应力的数值模拟

冷轧301L不锈钢板中纵向残余应力的分布是影响板形质量的重要因素之一,而数值模拟是研究其分布特征的主要手段,文章以Lagrange弹塑性变形理论为基础,通过ABAQUS软件建立301L不锈钢板冷轧过程的有限元模型并赋于材料属性,根据实际轧制工艺参数定义接触、施加载荷与边界条件,在压下率为19%,前后张力分别为115、70 MPa,在不同的摩擦系数和冷轧速度下对钢板单道次轧制过程进行数值模拟.模拟结果表明:当速度一定,摩擦系数为0.08时,冷轧后301L不锈钢板沿板宽方向纵向残余应力分布均匀,板形及其表面质量优良;当摩擦系数一定,速度为1 m/s时,冷轧后301L不锈钢板沿板宽方向纵向残余应力分布均匀,板形及其表面质量优良.     

基于复合材料计算方法的架空直立式码头结构数值分析

架空直立式码头桩基础具有数量多、密度大的特点,结构使用过程中桩基与周围土体的相互作用机理一直受到工程界的关注。按照复合材料力学的处理方法,基于自洽理论和应变相容原理,将桩—土相互作用体系进行等效连续化处理,建立了桩土复合材料力学模型。依次对一架空直立式码头桩基与土体相互作用体系进行了数值分析,并与"接触模型"计算方法及大尺度模型试验结果进行对比。研究表明,复合材料计算方法与"接触模型"计算方法及模型试验结果在趋势和数值上具有较好的一致性,并且采用复合材料模型能够减少计算单元划分数量,提高有限元计算方法的计算效率。     

自紧圆筒残余应力的一个计算方法

本文利用Hencky—的全量理论推导了强化材料自紧厚壁圆筒的残余应力公式。