层间短纤维的Ⅱ型纤维桥联分析

对于层间加入增韧短纤维的连续纤维增强树脂层板的Ⅱ型层间增韧问题,考虑层间短纤维杂乱分布和几乎与层间裂纹平行的特点,基于基体剥落与纤维拉出耦合,考虑非桥联短纤维对剥离的干扰作用,建立了层间短纤维在Ⅱ型层间裂纹情况下的桥联模型.通过对不同角度桥联纤维拔出过程的分析,得到了桥联力与位移的关系.数值分析表明,除了角度接近90°的纤维外,拉出之前位移均很小,桥联力迅速增加,拉出过程中桥联力下降,位移大幅度增加,能量耗散主要发生在拉出阶段.随角度的增加,桥联力和能量耗散迅速减小.     

蜂窝夹芯结构吸波性能的有限元计算分析

针对周期性蜂窝夹芯结构型吸波材料的非均匀性,提出采用频域有限元数值仿真和散射参数反演法计算不同构型蜂窝夹芯材料的雷达散射截面（RCS）和反射系数,并探讨了周期性蜂窝夹芯结构中胞元的尺寸效应对结构型吸波材料隐身性能的影响．计算结果表明：对于具有相同体分比的不同构型蜂窝夹芯结构型吸波材料,当胞元尺寸大于工作波长时,夹芯材料的不均匀性导致RCS值变化幅度较大;随着尺寸的缩减,RCS值逐渐减小且变化趋于平缓．但在不同入射方向具有明显的散射特性,而且不同构型蜂窝夹芯结构的反射系数也表现出明显的尺寸效应．研究结果为周期蜂窝夹芯结构型吸波材料的多功能设计提供了计算依据．     

湿热环境下纤维增强树脂-泡桐木夹芯结构Ⅰ型剥离理论分析

纤维增强树脂-泡桐木夹芯结构因其轻质高强、耐疲劳等优点在土木工程领域具有广阔的应用前景,但是这些结构通常应用在湿热老化的户外环境中,会使夹芯结构产生界面剥离,影响结构的界面黏结性能。通过双悬臂梁(DCB)试验研究纤维增强树脂-泡桐木夹芯结构在湿热环境下的Ⅰ型界面剥离,并基于弹性地基梁模型推导Ⅰ型临界能量释放率的计算公式。结果表明:湿热环境对于夹芯结构的界面韧性有明显影响,180 d时夹芯结构的能量释放率相比未老化时下降了41.86%;基于弹性地基梁模型推导的公式具有一定的准确性,可用来估算湿热环境下纤维增强树脂-泡桐木夹芯结构的Ⅰ型临界能量释放率。     

含开孔和补强的蜂窝夹芯层合结构的屈曲分析

该文针对含有开孔和孔边补强的蜂窝夹芯复合材料层合结构的屈曲分析发展了一套三维有限元求解方案。孔边缘应力集中区采用W ilson非协调实体单元模拟,同时为减小求解规模,远离开孔的应力平缓区则采用一种相对自由度层合壳元。这种单元避免了传统壳元的转动自由度,易与三维实体单元连接,使变厚度、带有补强的复合材料层合壳体等复杂结构得以正确建模。数值算例验证了该文计算策略的准确性和有效性,最后通过大量数值计算研究了开孔和补强对结构临界载荷的影响。     

腹板对复合材料夹层梁抗扭性能影响分析

应用有限元分析软件ANSYS,对腹板增强型复合材料夹层梁扭转力学性能进行研究.建立夹层梁物理模型,分析纵、横向腹板对夹层梁扭转力学性能的增强作用,考察腹板间距及厚度对夹层梁扭转角的影响,并对2种腹板的增强作用进行对比.结果显示:纵向和横向腹板均能提高夹层梁抗扭转性能,其中纵向腹板间距及横向腹板厚度对夹层梁扭转力学性能有着明显的影响.总体上纵向腹板的增强效果要比横向腹板好.     

轴压对固体发动机碳纤维壳体模态影响分析

以某发动机碳纤维缠绕壳体为例,在文中采用有限元建模,利用兰佐斯法进行模态计算,同时结合壳体的结构特点,利用理论计算的方法进行计算结果的初步校核,在理论计算的基础上,通过试验验证有限元计算结果的正确性。文中的研究思路对固体火箭发动机纤维缠绕壳体的设计具有一定的指导作用。     

芯板垂向可压缩夹层板有限元建模及声辐射性能分析

针对以往夹层板理论大多忽略芯板的垂向应变这一不足,构造了一种考虑芯板垂向可压缩变形的夹层板位移模式,并推导了相应的有限元单元及控制方程,求解了夹层板动力响应,进而利用有限元结果通过边界元法求解了一定频率范围内的夹层板声辐射功率,分析了芯板几何物理参数对夹层板声辐射性能的影响.结果表明,考虑芯板垂向可压缩变形在夹层板声辐射性能研究中是合理的,也是必要的;在一定范围内增加芯板厚度、降低其弹性模量均可减小夹层板单点简谐激励下的声辐射水平.     

预应力FRP加固RC梁端部界面应力有限元分析

已有的计算预应力碳纤维加固混凝土梁界面应力公式都是基于弹性理论得到的,忽略了端部的应力奇异现象.采用ANSYS软件,对预应力碳纤维加固混凝土梁进行有限元分析.利用升温法对碳纤维片材施加初始预应力,重点研究了端部粘结界面应力分布以及初始预应力对界面应力值的影响.研究结果表明,初始预应力对界面应力最大值有较大影响.     

FRP加固混凝土梁层间应力的弹塑性分析

基于FRP加固梁的平衡微分方程和变形协调条件,对粘胶层采用双线性模型来反映其非线性变形特性,建立了加固梁层间应力弹塑性求解方程,并给出了相应的边界条件。文章对一承受均布荷载作用下的加固梁进行了层间应力弹塑性分析,分析结果表明:粘胶层的非线性特性对层间应力的分布影响主要集中在塑性区域,而弹性解高估了层间应力。     

大学生方程式赛车碳纤维轮圈结构设计与优化

大学生方程式赛车轮圈的轻量化设计对减轻簧下质量,提高赛车性能有着重要意义。采用有限元法研究赛车碳纤维轮圈的轻量化设计,对轮辐结构形式进行探究以寻求更高刚度,在多工况条件下对设计方案铺层结构进行多步优化以实现质量的减轻。分析表明,具有斜辐板设计的轮圈比直辐板轮圈有着更好的刚性;碳纤维铺层厚度分区优化是实现轻量化的有效方法,最终设计较原铝合金轮圈质量减轻56%;对碳纤维轮圈的结构优化使材料的最大应力和应变减小,整体刚性提高35%,失效因子降低8.1%。     

FRP夹层板固有频率分析

为了提高特种航空集装箱的运输效率,减轻劳动强度,进行集装箱箱板的改进研究,由原来的铝合金板改为FRP夹层板,并对其进行固有频率分析.借助波纹型夹心正交各向异性夹层板的控制方程组化为仅包含一个位移函数的方法,得到Z字型加强筋夹层板在四边简支条件下自由振动的固有频率.并结合实际运用有限元方法对复合材料集装箱底板进行模态分析,得到集装箱底板在其实际边界条件下的固有频率及其固有模态,提供了集装箱夹层板的设计依据.从分析结果可以看出,复合材料夹层结构的固有频率相对原均质结构固有频率有所提高,在集装箱运输及作业过程中发生共振的可能性相对降低,因此夹层结构与原结构相比具有更好的动态性能.     

应用碳纤维布进行砼结构加固的施工工艺

应用碳纤维材料对砼结构进行加固 ,是一种有较高技术含量的、全新的建筑结构加固方法 ,本文结合工程实例对其施工材料和施工工艺进行了讨论和介绍。     

碳素纤维布加固混凝土结构技术

分析了碳素纤维布加固混凝土结构技术的特点 ,指出了在我国推广和应用该技术的途径和方法     

Nonlinear finite element analysis of steel fiber reinforced concrete deep beams

By the nonlinear finite element analysis (FEA) method, the mechanical properties of the steel fiber reinforced concrete (SFRC) deep beams were discussed in terms of the crack load and ultimate bearing capacity. In the simulation process, the ANSYS parametric design language (APDL) was used to set up the finite element model; the model of bond stress-slip relationship between steel bar and concrete was established. The nonlinear FEA results and test results demonstrated that the steel fiber can not only significantly improve the cracking load and ultimate bearing capacity of the concrete but also repress the development of the cracks. Meanwhile, good agreement was found between the experimental data and FEA results, if the unit type, the parameter model and the failure criterion are selected reasonably. Biography: XU Lihua (1962–), female, Professor, Ph. D., research direction: fiber reinforced high performance concrete.