王仁宇
- 作品数：6 被引量：49H指数：5
- 供职机构：北京航空航天大学航空科学与工程学院更多>>
- 相关领域：一般工业技术航空宇航科学技术更多>>
- 结构参数对复合材料V型构件固化变形影响试验及解析分析被引量：8
- 2017年
- 为研究结构参数对复合材料V型构件固化变形的影响,完成了针对V型构件厚度、拐角半径、拐角角度及铺层等结构参数的变形影响研究试验。基于剪力滞后理论和弯曲理论,利用解析法建立了考虑结构参数影响的复合材料V型构件固化变形预测模型,利用模型预测了V型构件的回弹变形并分析了不同结构参数对V型构件回弹变形的影响机制。结果表明:回弹变形随着厚度的增大而减小,厚度为1~3mm之间,角度回弹变形差异最大在30%左右;回弹变形与拐角角度的补角呈约为0.014的比例;拐角半径的不同导致变形的差异不超过5%;准各向同性铺层试验件展现了最大回弹变形,0°铺层的变形减小了23.5%,90°铺层几乎不发生变形。模型分析结果表明,厚度主要通过弯曲刚度和剪切变形两方面影响回弹变形;铺层引起的力学性能和泊松效应的变化是使回弹变形有较大区别的主要原因;V型构件直边变形最大为0.20°,对回弹变形影响较大。变形预测结果与试验结果对比验证了解析法模型的准确性。
- 王乾关志东王仁宇蒋婷
- 关键词：复合材料回弹变形结构参数剪力滞后解析法
- 翼肋支撑对复合材料加筋板轴压性能的影响被引量：6
- 2016年
- 为确定翼肋支撑对复合材料加筋板轴压性能的影响,对施加翼肋支撑前后的复合材料工型加筋板和帽型加筋板进行压缩试验和数值模拟研究。轴压试验中,通过应变计和影像云纹法实时监测试验件的失稳载荷及失稳模态,通过断面观测分析结构损伤破坏机制。基于ABAQUS软件建立有限元模型模拟加筋板屈曲及后屈曲过程,通过失稳节线及反节线上的应力分布变化分析加筋板破坏机制。计算结果与试验结果相吻合,表明翼肋支撑对不同筋条加筋板失稳模态有影响但均不改变结构失稳载荷,位于节线上的翼肋支撑对工型加筋板破坏载荷影响较小,但位于反节线上的翼肋支撑使帽型加筋板的承载能力提高了26.2%。试验件失稳后应力向反节线上筋条蒙皮界面集中,过高的应力导致界面脱粘,使得结构集中在反节线上破坏。
- 徐荣章关志东王仁宇包飞
- 关键词：复合材料加筋板屈曲后屈曲
- 含孔隙基体缎纹编织复合材料面内压缩弹性性能预报被引量：5
- 2016年
- 缎纹编织复合材料细观结构复杂,传统弹性性能预报方法较难适用。针对该问题,建立缎纹编织复合材料代表体积单元(RVE),对RVE模型面内压缩弹性模量和面内泊松比的预报方法进行了研究。分别基于能量法原理和单夹杂理论,对弯曲纤维束纵向压缩模量和含孔隙基体弹性性能进行预报,改进了传统细观力学中的混合率方法,并利用已得的组分材料性能对RVE模型有效面内压缩模量和面内泊松比实现了解析法预报。基于Python语言对ABAQUS有限元分析软件进行二次开发,建立了基体含孔隙的RVE模型,利用RVE模型在基本受力状态下的有限元方法结果实现有效面内压缩模量和面内泊松比的有限元方法预报。基于碳/碳复合材料,解析法与数值法计算结果吻合很好,实现了对缎纹编织材料面内压缩性能的有效预报。
- 边天涯关志东刘发齐王仁宇穆军武
- 关键词：编织复合材料能量法有限元方法
- 不同工艺成型复合材料加筋板轴压破坏机理分析被引量：6
- 2016年
- 对受到边界约束的不同工艺成型复合材料加筋板进行了轴压试验和数值模拟,研究二次胶接和共固化工艺成型加筋板轴向压缩破坏机理。轴压试验中,通过应变计实时监测试验件局部屈曲,及时记录试验件初始声响载荷,通过断面观测分析结构破坏机理。基于ABAQUS软件建立有限元模型模拟结构后屈曲损伤渐进直至破坏过程。计算结果和试验结果相吻合,研究表明工艺对结构稳定性及承载能力没有显著影响,而加筋板构型影响较大。聚甲基丙烯酰亚胺(Polymethacrylimide,PMI)泡沫不影响结构失稳载荷及破坏载荷,但能延缓结构初始损伤的发生。二次胶接成型加筋板界面临近破坏才出现损伤,而共固化成型加筋板界面损伤出现较早且扩展缓慢,表现出更好的损伤阻抗特性。
- 徐荣章关志东王仁宇蒋思远
- 关键词：复合材料加筋板后屈曲
- 复合材料V型构件的固化变形预测及其工装型面设计被引量：20
- 2017年
- 利用固化动力学模型对20mm厚度和3mm厚度的ZT7H/5429碳纤维复合材料层合板进行了固化模拟,在固化过程中,20mm厚度平板出现了温度峰值,中心温度与表面温度差不超过6℃,3mm平板温度分布均匀,温度历程与热压罐工艺温度基本一致。利用简化的温度场和等效热膨胀系数对60°和90°拐角的V型基准试件进行了固化变形模拟,并进行了V型基准试件的固化试验。60°和90°拐角试件的固化回弹角的模拟值分别为1.58°和1.18°,试验测得的回弹角的平均值分别为1.59°和1.11°。对V型复合材料蒙皮构件进行了固化变形模拟,并得到了补偿过的工装型面,在该工装上成型的试件与设计形状基本一致。
- 王仁宇关志东王乾蒋婷黎增山
- 关键词：树脂基复合材料热压罐成型有限元
- 纤维体积含量和富树脂对复合材料V型结构固化变形的影响被引量：8
- 2018年
- 为研究模具因素对复合材料纤维体积含量、富树脂以及固化变形的影响,利用热压罐工艺完成了T700/QY9611复合材料V型结构成型试验,对其纤维体积含量、富树脂厚度以及回弹变形进行测量与研究。建立了考虑热载荷、树脂收缩载荷、模具接触、纤维体积含量以及富树脂等因素的复合材料回弹变形预测三维有限元分析模型,定量分析了纤维体积含量梯度和富树脂对回弹变形的影响。研究结果表明:使用阴模模具产生10.0%的纤维体积含量梯度和2.2mm的富树脂,拐角半径增大后分别减小为6.8%和1.2mm,模具材料的影响较小;使用阴模成型试验件变形增大21.0%,使用拐角半径较大的阴模,变形减小了9.6%,阴模模具主要通过纤维体积含量和富树脂影响回弹变形;模拟结果表明:V型构件的变形与纤维体积含量梯度和富树脂厚度呈正比例,10%的纤维体积含量梯度导致13.5%的变形差异,3.0mm厚的富树脂会产生45.8%的变形差异。模拟结果与实验结果对比验证了模型的准确性。
- 王乾关志东蒋婷王仁宇
- 关键词：复合材料热压罐工艺回弹变形纤维体积含量有限元分析
