2D编织型E玻纤环氧树脂基复合材料吸能特性研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:willa81
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了研究纤维增强树脂基复合材料的冲击吸能特性,本文制备了 E型玻璃纤维环氧树脂基复合材料,并对其进行了标准的复合材料力学试验。通过拉伸、弯曲和冲击试验测定了复合材料的力学特性,数值解析其弹性模量,泊松比,拉伸强度,剪切强度,冲击强度等力学性能。针对纤维增强复合材料的基本特点,以连续介质损伤力学为指导,建立了适合于数值计算的正交各向异性本构模型,并引入Hashin破坏准则,该准则同时考虑纤维拉伸断裂和压缩屈服折断,基体拉伸断裂和压缩开裂四种破坏模式,由于该模型考虑了冲击作用下材料复杂多样的损伤模式,因而能对复合材料的冲击力学行为给出较为合理的描述,推导了该本构模型的数值化描述方法,给出了模型在 ABAQUS/Explicit有限元程序中的计算流程,模拟了不同冲击速度下,不同铺层角的冲击吸能特性。主要研究内容如下:  1.研究了纤维增强复合材料不同制备方法,针对现有的实验条件,采用手糊成型制备了玻璃纤维增强树脂基复合材料,并分析了成型温度、成型压力、试剂配比等因素对成型性能的影响。  2.对所制备的材料进行了标准的复合材料力学实验。通过拉伸、弯曲和冲击试验测定了复合材料的力学特性,并通过数值解析得到基本力学常数,为该材料进行数值模拟分析提供了材料参数。  3.利用光学显微镜对不同破坏形式下的断口进行扫描,分析断口形貌。拉伸破坏断口基本上是平端口,主要破坏形式是纤维拔出断裂;弯曲上侧面失效形式为纤维和基体的压溃,下侧面的失效形式主要为纤维拔出失效;冲击断口参差不齐,并有大量的纤维束拔出。  4.针对纤维增强复合材料的基本特点,以连续介质损伤力学为指导,建立了适合于数值计算的正交各向异性本构模型。引入Hashin破坏准则,该准则同时考虑纤维拉伸断裂和压缩屈服折断,基体拉伸断裂和压缩开裂四种破坏模式,因而能对复合材料的冲击力学行为给出较为合理的描述,推导了该本构模型的数值化描述方法,给出了模型在ABAQUS/Explicit有限元程序中的计算流程。  5.基于所推导出的含四种损伤的正交各向异性材料模型,利用大型有限元分析软件ABAQUS开展了纤维增强复合材料冲击过程的三维有限元数值模拟。对弹丸冲击纤维增强复合材料层合板进行了计算,通过与国内外文献中所发表的试验结果进行比较验证了数值模拟结果的有效性。  6.数值模拟研究了不同速度下弹丸冲击复合材料层合板的整个过程,得到了能量吸收随初始速度的变化规律。研究了速度一定时能量吸收特性随铺层方向变化机理。根据层合板结构设计原则,设置四种不同的铺层方式对铺层进行优化设计,数值分析不同铺层方式下的吸能特性,得到具有最佳吸能特性的铺层方式。  7.针对模拟所得到的优化铺层结果应用到某汽车缓冲梁上,根据保险杠碰撞法则进行冲击模拟,对碰撞过程中的能量变化和损伤分布进行了分析,验证了纤维增强复合材料在低速撞击下具有较好的吸能特性。
其他文献
高温无铅焊料在电子封装中起着连接、导电、导热等重要作用。传统的高铅焊料中含Pb,而Pb对人类的身体健康和环境都有着极大的危害。因此,高温无铅焊料的研究已成为电子封装中的
阳霞河位于轮台县阳霞镇境内,发源于南天山支脉科克铁克山南坡。阳霞河流域悬移质泥沙主要来源于径流形成区,洪水泥沙导致阳霞河河床频繁变迁,对沿河水利工程构成极大的威胁
早春时节,绿意盎然,桃李花开,一切都充满着新的希望.走进湖北省恩施土家族苗族自治州鹤峰县东狮茶业有限公司的生产车间,戴着口罩的工人们有序分工,忙着将一袋袋外销茶叶搬运
期刊
湖北承东启西、连贯南北,自古以来,各民族在这片热土上繁衍生息、交流交融、相互依存、和睦相处,共同绘就了一幅团结奋斗的历史画卷.rn近年来特别是党的十八大以来,在党中央
期刊
2017年以来,湖北省宜昌市以铸牢中华民族共同体意识为根本方向,以加强各民族交流交往交融为根本途径,围绕“中华民族一家亲,同心共筑中国梦”的总目标,采取有效措施,创新少数
期刊
我们在阅读教学中往往偏重知识讲解,一直沿用教师讲、学生听,教师分析、学生不得不接受,学生与文本对立的教学模式.本文结合笔者的教学实践论述了对高中语文阅读教学的一点体
湖北省佛教界:同力协契共抗疫情rn新冠肺炎疫情来袭,湖北省佛教界迅速行动,按照当地党委政府统一要求,暂停开放宗教活动场所,暂停一切集体宗教活动,宗教院校延迟开学,加强对
期刊
面对突如其来的新冠肺炎疫情,全国各族人民团结一心,齐心协力,共同投入到抗击疫情防控的“战役”中,尤其是留守在武汉的900万市民,展开了保卫家乡的战疫.
期刊
远处青枣连片,近处溪流潺潺,水泥路干净整洁,庭院错落有致,房前屋后果树掩映……云南景洪市勐养镇曼纳庄村曼龙岗村小村就像一幅乡村田园画卷.
期刊
形的单词,是对自然事物单纯的观察经验,是可信的自然,是致用和致美的和谐,是一种把握有度的自信状态,更是湖南传统民间美术造型的优秀艺术遗产。研究和理解它的精神实质,领会