产业显示出诱人的商机,而作为新材料前沿科技的复合材料必将成为这个新兴产业的主导。那么复合材料目前在中国汽车零部件市场应用现状如何呢? 英格兰和威尔士环境局将于2010年10月在曼彻斯特国际Brityrex轮胎展览会上举行大型的宣传活动,以警告那些在市场上配售的含有REACH法规限制物质的轮胎企业。

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第2 8卷第 1期 20 0 8年 2月

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复合材料开口缝合补强结构力学性能的实验研究 朱西平，韩小平，岳珠峰 (北工业大学，安 70 7 )西西 10 2

摘要：复合材料开口缝合补强结构进行了实验研究，试了不同缝合参数 (距、距、距、重和双重缝合 )对测针行边单 补强的含孔复合材料层板的破坏强度，究了孔边应力集中和缝合补强对强度、坏应变等力学性能参数的影响，研破 分析讨论了孔边及邻近区域应变集中及应变分布的规律，合破坏断面分析，讨了不同缝合参数对应变集中及结探破坏机理的影响，究结果表明：口缝合补强后，板破坏强度和孔边局部刚度均有增大趋势，边产生了“口研孔层孔缺 强化”象；未缝合情况相比，边应变衰减范围基本相同，应变衰减程度不同；合设计参数 (距、距、现与孔而缝针行边距等 )同，边拉、应变的转换点的位置也不同；同的针距、距以及边距对孔边应变集中都有很大影响。不孔压不行 关键词：孔复合材料层板；合补强；变集中；坏断面含缝应破中图分类号： B 3 T 32文献标识码： A文章编号：1 0—0 3 2 0 ) 1 0 7 0 0 55 5 (0 8 O— 8 - 0 6

工程实际中，合材料的应用日益增多，复由于结构装配或功能方面的需求，常需要在复合材料层常板上打孔或开口，口边会产生分层开裂损伤，孔这些内部分层难以发现，结构是一大潜在威胁，能导对可

算方法，导出拉伸正交各向异性有限宽板偏心圆推

孔的应力集中系数表达式、限域中高精度应力集有 中系数表达式以及带圆孔的有限宽板的动态应力集中系数表达式。 缝合复合材料技术在近一、十年得到了快速二发展，国航空航天局在 2美 O世纪 8 O年代末提出了先进复合材料技术研究计划 ( C A T计划 )美国空军，和海军航空兵也提出了

先进轻型飞机机身结构计划

致复合材料结构在使用中致命的损伤扩展破坏。针 对复合材料层合结构的开口处应力集中问题，一近二十年来，内外学者开展了研究。国 S i h nY u和 T uWe C o h— e a S s— i h u¨研究了采用两 种开孔方法 (接用钻头打孔、编织过程中用模直在具制孔 )编织复合材料在拉伸、缩载荷下力学的压性能和破坏模式，现模具制孔的编织复合材料的发拉伸、压缩强度都要高于直接用钻头打孔的编织复合材料。L iC r sn 2采用三维有限元方法研究 e al o[] f s含孔层合板的层间应力和损伤，出沿厚度方向的给法向应力分布，现孔边损伤主要是两种类型：发即与孔边界相切的横向基体开裂和垂直于加载方向沿孔 边界的分层。 H a- h n w i u gWu和 B n M 基于正 C i u

( LF A A S计划 )对复合材料工艺、,结构分析方法、设 计概念和制造方法进行了系统的研究。这两项研究计划都把缝合/ T树脂转移模式成形工艺 ) R M(和缝合/ F (脂膜渗透成型工艺 )术作为一项关键 R I树技

技术进行重点研究，目前已在纺织复合材料力学性能分析和实验方法等方面取得了许多重大成果。 利用缝合复合材料技术，开口复合材料结构对 进行孔边缝合补强，近几年发展起来的一种新方是

法。这种方法对减缓孔边应力集中，高孔口层间提 强度和分层阻力，善和增强开口复合材料结构的改强度以及复合材料的应用、展具有重要意义。本发

交各向异性含孔板的应力集中因子计算公式，广推应用到双向加载含孔板以及受轴向载荷或内压的含

孔圆柱，结合有限元数值计算，论了结构尺寸及其讨 它因素对应力集中的影响。

文对复合材料开口缝合补强结构进行了实验研究， 测试了不同缝合参数 (距、距、距、重和双针行边单

国内在这方面有代表性的研究工作是王启智等“分别采用半解析半经验方法和有限元数值计

重缝合 )强的含孔复合材料层板的拉伸强度，补研究了孔边应力集中和缝合补强对强

度、量等力学模性能参数的影响，析讨论了孔边及邻近区域应变分 集中及应变分布的规律，结合破坏断面分析，探讨了

收稿日期： 0 60 -修订日期： 0 6 0O 20—0 0; 0 20 -一 0 0 作者简介：西平 ( 9 7 )男，授，要从事复合材料及朱 15一，教主 其结构的力学分析方面的研究， ( - al zp x@ n p E m i) x zp wu .

不同缝合参数对应变集中及破坏机理的影响，过通 实验结果和分析讨论，出缝合参数合理的设计方给法及结论。

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