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【成電EMC2論壇 第035期】纖維增強復合材料多尺度結構對力學性能影響的數值分析
發布日期:2019-04-17作者:閱讀次數:

題目:纖維增強復合材料多尺度結構對力學性能影響的數值分析


主講人: 屈鵬      博士

主持人: 徐明珍  博士

時   間: 2019年4月19日   15:00

地   點: 研究院大樓304A


主講人簡介:     

       屈鵬,1982年7月生,日本學術振興會(JSPS)特別研究員(二年),東京大學接收教授:高橋淳(工學部系統創成系專攻長)。山東大學材料科學與工程專業學士學位,山東大學材料科學與工程專業碩士、博士學位。研究方向:編織結構復合材料細觀力學分析;層合結構復合材料層間力學行為的數值模擬;短纖維復合材料多尺度模型構建。


講座內容:

   纖維增強復合材料具有較高的比強度和比模量、較強的可設計性以及便于整體成型等優點,已廣泛用于航空航天、建筑、汽車、艦船、體育器材等領域。纖維復合材料具有內部結構多尺度化、組分材料高異質化的顯著特征,為材料結構-性能相關性研究帶來了挑戰,尤其是數值分析。針對連續纖維增強以及非連續纖維增強兩種復合材料,采用不同的數值方法,建立了對應的多尺度結構-性能相關性分析的數值模型。

       對于連續纖維增強復合材料:考慮了非正交編織纖維束橫截面的真實形貌,建立了更接近實際的有限元模型,數值分析了非正交編織復合材料周期性代表單胞模型的細觀應力場分布特點;利用連續損傷力學以及內聚力模型,數值模擬了層合結構復合材料在低速沖擊過程中的損傷演化歷程,揭示了層合板層內厚度、鋪設角度以及層間韌性對損傷演化的影響規律。

       對于非連續纖維增強復合材料:采用均質化方法構造的數值模型對具有隨機取向增強相的非連續復合材料的多尺度結構難以有效地表征。近場動力學理論基于非局部作用思想,利用空間積分方程代替傳統力學中的微分方程來描述物質力學行為?;诮鼒鰟恿W理論,構建了一個采用異質粒子模型的數值方法來分析非連續纖維復合材料的力學行為。針對一種超薄碳纖維片隨機分布增強復合材料,討論了介觀特征尺寸與近場動力學模型參數之間的關系。將近場動力學模型成功應用于多尺度結構短纖維復合材料不連續問題的模擬中




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