Terfenol-D/PMNT/Terfenol-D层状磁电复合材料的磁电效应分析

从压电效应和压磁效应本构方程出发,建立了层状磁电复合材料的1-3模型,结合材料机械运动学方程和电路状态方程,推导出层状磁电复合材料的磁-机-电等效电路,并全面分析磁电转换效应。既而提出新型层状磁电复合材料Terfenol-D/PMNT/Terfenol-D,以提出的1-3模型为例,对此材料的磁电响应进行数值计算,用Matlab仿真得出计算结果,从而得出该结构的层状磁电复合材料的磁电转换系数要高于市场上广泛使用的Terfenol-D/PZT/Terfenol-D复合材料的磁电转换系数,为新型磁电材料的制备提供理论依据。     

Optimum Design of Laminates with Approximate Fully Isotropic Behaviors

The paper presents an efficient stiffness optimization approach to fully isotropic laminates with approximate isotropic behaviors respect to both extensional and bending stiffnesses. Based on the Integral global minimization method, the layer orientation angles and the layer thickness ratios are chosen as design variables and the lamination parameters are minimized to get the optimal designs. Example of laminate with approximate fully isotropic behaviors is presented, which has less than one-third the number of plies of a fully isotropic laminate.     

碳纤维/环氧树脂复合层板脱层破断的微观过程与断裂韧性的关系

对不同铺设角[ θ6/-θ6]碳纤维／环氧树脂复合层板进行了断裂韧性Gc的测试，并用扫描电镜对脱层破坏后的微观断口形貌进行了观察．通过研究，将层板的微观破断机制同宏观力学性能相结合，讨论了其内在规律，并探讨了提高层板断裂韧性Gc的有效途径．     

Terfenol-D/PMNT/Terfenol-D层状磁电复合材料的磁电效应分析

从压电效应和压磁效应本构方程出发,建立了层状磁电复合材料的1-3模型,结合材料机械运动学方程和电路状态方程,推导出层状磁电复合材料的磁-机-电等效电路,并全面分析磁电转换效应.既而提出新型层状磁电复合材料terfenol-D/PMNT/Terfeno1-D,以提出的1-3模型为例,对此材料的磁电响应进行数值计算,用Ma...     

纵向极化与磁化的压电/磁伸材料磁电效应理论及实验

将磁致伸缩材料及压电材料的本构方程与运动方程相结合, 考虑到压电材料具有高输出阻抗特点及测试仪器的有限输入阻抗和传输信号引线电容对磁电效应输出电压的影响, 给出了纵向极化压电材料与纵向磁化的Terfenol-D 巨磁伸材料形成的磁电元件的磁电效应理论. 研制了由六根一维磁伸材料构成的磁电元件并对其磁电效应性能进行了测试. 与前人的理论结果比较可见考虑测试系统有限输入阻抗及电缆电容后建立的磁电效应理论与实验结果更吻合.传输信号的电缆电容及测试仪器输入阻抗对检测结果产生很大的影响,它可用于解释实际中检测到的电压远小于开路电压理论结果的原因.开路下纵向极化磁电元件磁灵敏度的理论值达6 V/Oe(1 Oe=79.6 A/m),而仪器实际检测到的磁灵敏度(电压转换系数)仅为数百毫伏每奥.     

盐雾环境下浸银覆铜板的腐蚀行为

 采用交流阻抗(EIS)法研究浸银覆铜板在中性盐雾环境的腐蚀行为,并结合SEM/EDS表面分析手段,分析了腐蚀产物形貌和组成特点.研究表明,在盐雾环境中,覆铜板的浸银层起到了保护作用,在盐雾实验初始阶段,试样表面没有发生明显的腐蚀,具有较大的阻抗值.但由于氯离子对浸银层破坏作用,导致浸银层发生局部破损,阻抗随着实验时间降低.当长时间盐雾实验后,浸银层逐渐丧失保护作用,生成的铜锈层不断增厚,阻抗值增大,铜锈层对外部的腐蚀介质的传输起到主要的阻碍作用.     

层压板小质量物体冲击下接触力测量与损伤响应

为了发展复合材料层压板在小质量物体冲击下损伤性能的测试技术,研发了小质量冲击试验机,可模拟自由状态小质量物体产生的冲击,冲击能量可调节,冲击点挠度可测量。通过冲击头加速度和冲击点挠度测量接触力,结果显示,加速度传感器谐振会明显干扰测量信号。采用滤波技术后,冲击头的加速度响应可以有效地测量冲击接触力。用冲击点挠度计算接触力,结果也与试验结果吻合。对层压板进行多个能量下的冲击试验,发现产生明显分层损伤时,由加速度传感器测得的接触力在特定值处明显下降,随后可能继续升高;由冲击点挠度得到的接触力斜率发生变化,这可作为小质量冲击分层阈值力的识别方法。     

基于三维应变渐进损伤准则的复合材料层合板大开孔压缩损伤研究

针对复合材料层合板大开孔压缩,将二维应变渐进损伤准则修正为三维应变渐进准则,使其能够模拟层合板的分层损伤,建立了复合材料层合板大开孔压缩损伤分析模型。利用UMAT子程序将基于三维应变渐进损伤准则引入到分析模型中预测纤维、基体及分层等失效演化过程;并对大开孔复合材料层合板进行试验研究。试验结果表明所建立的基于三维应变渐进损伤准则的层合板大开孔分析模型能很好地模拟大开口复合材料层合板压缩过程中的损伤起始、损伤扩展及破坏模式;并最终预测复合材料层合板大开孔的破坏强度。     

基于改进卷积神经网络的航空发动机剩余寿命预测

完成了不同拧紧力矩下复合材料层合板与金属板单钉连接拉伸静强度实验。建立了三维有限元模型,对层合板失效过程进行了分析。基于实验数据调整了层合板初始刚度,对数值模型进行了修正。修正后数值计算模型的连接强度与实验数据基本吻合。由分析可知,拉伸实验曲线达到强度极限前呈现近似双线性特征,斜率突变处发生了载荷衰减波动。试件接触面经历了初始静摩擦-瞬时动摩擦-静摩擦平衡的动态过程。M6螺栓拧紧力矩为8 N·m时,静载拉伸强度最大。连接强度的试验值与计算值误差均在6.7%以内。合适的拧紧力矩可获得最佳的连接强度,拧紧力矩过大会导致连接强度降低。     

正交叠层板的多级横向开裂问题

基于剪滞理论 ,建立了一个分层剪滞分析模型 ,研究了正交叠层板在拉伸荷载作用下 ,90°层发生横向基体多级开裂的问题 ,求得了计及固化残余热效应影响的裂纹间距和裂纹密度 ,所得结果与现有实验结果较吻合 ,进一步证实了所提模型和分析方法的正确性和可靠性 .计算结果同时表明 :裂纹密度与远场施加应力有关 ,施加应力愈大 ,裂纹密度愈大 ;当施加应力达到或超过某值时 ,90°层会出现等间距的横向饱和裂纹群 .