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含脱粘界面纤维增强复合材料应力传递的理论分析被引量：7: 2010年; 取具有脱粘界面的连续纤维增强复合材料的特征体积单元为研究对象,在常规剪滞模型的基础上通过引入摩擦力概念,并考虑横向泊松效应及基体径向力作用的影响,得到了纤维、基体的轴向应力及界面剪应力沿纤维方向的解析表达式。结果表明:本文所用的改进剪滞模型能较准确地反映各相介质沿纤维方向的应力分布特征,特别是较清晰地描述了脱粘界面的应力渐变以及界面粘结与脱粘临界处出现的界面剪应力跳跃现象,取得了与有限元解较为一致的结果。; 罗冬梅谢永东朱文亮; 关键词：纤维增强复合材料应力分布

多重双尺度法在含界面层纳米碳管增强复合材料力学性能分析中的应用被引量：1: 2011年; 运用多重双尺度法分析了含界面层纳米碳管增强复合材料的力学性质。首先利用分子结构力学导出纳米框架结构的有效力学性质,取纳米分子结构中的框架结构为特征单元体,用一次均质化理论得到纳米碳管的有效弹性模量,将该纳米碳管等效为连续空心圆筒,与损伤界面组成新的特征单元体再进行第二次均匀化得到新的增强体,计算过程中在界面与基体交界处引入过渡的粘接单元描述可能出现的界面脱粘过程,最后将新增强体和基体组成的特征体积单元进行第三次均匀化得到纳米碳管增强复合材料的有效力学性质,分析了界面特性对宏观有效力学性能的影响。数值结果表明,界面层长厚比及界面层杨氏模量的变化对碳纳米管增强复合材料的弹性模量影响较大,界面相的存在不容忽视。所得结果与经典的Mori-Tanaka法和Halpin-Tsai法进行比较,取得了较好的一致性,验证了多重双尺度法的有效性。; 朱文亮罗冬梅谢永东

宏微观渐进展开损伤本构模型及其在碳纤维增强复合材料中的应用被引量：1: 2011年; 基体开裂、纤维拔出、界面剥离等是碳纤维增强复合材料常出现的局部各向异性损伤现象,这些损伤逐渐扩展,削弱了材料的强度和刚度,影响材料的承载能力。对此利用宏微观摄动理论对位移进行双范围渐进展开,在微观位移中引入损伤应变,通过计算损伤应变集中因子,得到了含损伤的均质化损伤弹性常数(宏观有效刚度矩阵),用平均法和混合法检验了无损情况均质化弹性常数计算的有效性。利用经典的热动力学理论建立了相应的损伤演化方程,结合有限元法得到不同铺层方式的宏观应力-应变关系以及各向异性损伤的演化规律,所得结果与Wang等人(Wang S Z,Journal of Materials Science,1992,27:5483-5496)用相同材料做出的实验数据较为吻合,证明了利用宏微观双范围渐进展开方法分析包含各向异性损伤情况碳纤维增强复合材料力学性质的有效性。; 罗冬梅余东感本广文; 关键词：各向异性损伤碳纤维增强复合材料力学性质本构方程

碳纳米管增强复合材料的界面破坏形态及改善措施被引量：2: 2011年; 以碳纳米管增强树脂基复合材料的二维平面模型为对象,在考虑基体材料非线性的情况下,探讨碳纳米管增强复合材料的界面层特性对复合材料破坏形态的影响。通过对破坏端部的局部处理,提出两种提高复合材料抵抗损伤破坏能力的方法。第一种方法是改变纤维及界面层端部与基体的界面特性即软化界面,用内聚力模型模拟界面,通过内聚力阻扰裂纹的扩展;第二种方法是改变碳纳米管的端部形状即封闭碳纳米管及界面层,通过改变碳纳米管的应力分布状态来提高复合材料的抗破坏能力。; 罗冬梅朱文亮; 关键词：破坏形态碳纳米管增强复合材料

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广东省自然科学基金(10152800001000019)