中国航空科学基金(05C52013)
- 作品数：13 被引量：88H指数：6
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- 相关机构：南京航空航天大学更多>>
- 发文基金：中国航空科学基金国家重点基础研究发展计划国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术航空宇航科学技术理学更多>>
- 基于遗传算法的复合材料细观结构拓扑优化设计被引量：3
- 2009年
- 利用高精度通用单胞模型将复合材料的细观拓扑结构与宏观力学性能结合起来,采用遗传算法对复合材料的细观结构进行优化,发展了基于遗传算法的复合材料细观结构拓扑优化设计方法.以材料的宏观力学性能为优化目标,从随机的初始细观结构出发,对复合材料纤维体积百分比进行约束,经过迭代获得满足设计要求的代表性体积单元.在优化过程中,对遗传算法的交叉过程作了较大的改进,实现了复合材料细观拓扑结构的任意变化,提高了对可行域的搜索效率.分别以极限剪切模量和泊松比为优化目标,验证了所提出优化方法的正确性和有效性.
- 宋迎东孙杰孙志刚高希光
- 关键词：复合材料细观结构拓扑优化遗传算法剪切模量
- 陶瓷基复合材料单纤维拔出过程分析被引量：5
- 2008年
- 纤维埋入长度是单纤维拔出试验能否成功的关键因素之一,本文采用载荷位移曲线离散化方法将单纤维拔出过程离散为主要细观失效模式控制的不同阶段,建立了包含泊松效应影响的复合材料单纤维拔出力学模型,得到各阶段的载荷分布和位移分布。采用能量平衡失效准则建立了界面脱粘长度与外载荷的关系,针对SiC/RBSN陶瓷基复合材料,分析不同纤维埋入长度情况下,泊松比、界面摩擦系数等载荷位移曲线的影响。
- 张鸿宋迎东
- 关键词：航空航天推进系统陶瓷基复合材料
- 涡轮冷却叶片热-固耦合分析与优化设计被引量：14
- 2008年
- 根据涡轮冷却叶片热-固耦合分析和基于遗传算法-有限元的涡轮叶片优化设计方法,发展了涡轮冷却叶片热-固一体化优化设计方法.以某航空发动机涡轮转子叶片为原型,分析了冷却孔的位置、形状(圆形和四边形)、大小和数量对热应力与冷却效果的影响.结果表明,该方法能有效地降低涡轮叶片的应力、改善其冷却效果;四边形孔具有更好的冷却效果和更低的最大应力;随着冷却孔大小和数量的增加,最高温度下降,而最大应力上升.
- 孙杰宋迎东孙志刚
- 关键词：遗传算法涡轮叶片优化设计
- 陶瓷基复合材料基体裂纹偏转能量释放率研究被引量：8
- 2007年
- 采用虚裂纹闭合技术(VCCT)计算了基体裂纹在界面处不同传播路径的能量释放率,并结合基于能量释放率的裂纹偏转准则对陶瓷基复合材料基体裂纹偏转进行了研究.计算了弹性错配参数α和β、基体裂纹扩展长度a、基体裂纹相对扩展长度ad/ap对裂纹偏转的影响,并将VCCT计算结果与积分法的计算结果进行比较.结果表明:VCCT能够准确计算基体裂纹扩展时的能量释放率,计算结果可为研究陶瓷基复合材料失效机制提供一定参考.
- 张鸿宋迎东
- 关键词：陶瓷基复合材料能量释放率
- 界面脱粘对陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线的影响被引量：5
- 2009年
- 采用细观力学方法对脆性纤维增强的陶瓷基复合材料拉-拉疲劳载荷下应力-应变迟滞回线进行了研究,将拉梅公式与库仑摩擦法则相结合分析了界面脱粘区以及粘结区复合材料细观应力场,根据卸载与重新加载时纤维相对基体滑移机制,分析了加卸载纤维轴向应力分布,结合断裂力学界面脱粘准则确定了初始加载界面脱粘长度ls、卸载界面反向滑移长度y以及重新加载界面滑移长度z′,讨论了界面脱粘能和界面摩擦系数对初始界面脱粘、卸载界面反向滑移、重新加载界面滑移以及加卸载迟滞回线的影响,并与Pryce-Smith模型和试验数据进行对比表明:该文模型与试验曲线吻合的较好.
- 李龙彪宋迎东孙志刚
- 关键词：陶瓷基复合材料迟滞回线界面脱粘
- 水平集法在多相材料细观结构优化中的应用
- 2008年
- 利用高精度通用单胞模型将多相材料的细观拓扑结构和宏观力学性能联系起来,将一个单胞离散成有限个单元,通过单元中材料的有无来描述细观结构,利用水平集法将这个离散变量的拓扑优化问题转化为连续变量的形状优化问题,从而实现了多相材料的细观结构优化.以一种多相材料结构为例进行了细观结构的优化,并获得了具有负泊松比的特性,从而验证了所提出方法的合理性.
- 孙杰宋迎东孙志刚高希光
- 关键词：细观结构
- 陶瓷基复合材料高精度宏细观统一本构模型研究被引量：8
- 2008年
- 基于高精度通用单胞模型(HFGMC)建立了陶瓷基复合材料(CMCs)的宏细观统一本构模型.首先基于CMCs的细观结构和损伤特点建立代表体元(RVE)并定义细观损伤变量.然后采用HFGMC模型计算细观损伤变量的演化,由此获得宏观应力应变曲线,从而建立了CMCs的宏细观统一本构模型.采用该本构模型预测了CMCs的宏观应力应变曲线,与实验结果吻合良好.结果表明该本构模型能够模拟CMCs的拉伸与损伤行文,为CMCs强度分析提供了有效手段.
- 高希光宋迎东孙志刚
- 关键词：陶瓷基复合材料本构模型多尺度分析
- 孔隙率对多孔陶瓷材料失效强度的影响被引量：11
- 2008年
- 应用格模型和统计学方法分析了多孔陶瓷材料的失效问题.首先建立了多孔材料宏观力学性能分析的有限元模型,然后使用自适应加载技术对多孔材料单向拉伸失效过程进行模拟,最后根据统计学方法对计算模拟结果进行统计分析.通过三维格模型方便地考虑到了气孔大小、位置分布、气孔率等影响因素,研究表明:脆性多孔陶瓷材料的失效过程表现出一定塑性,气孔位置随机分布引起失效强度的分散性,气孔率越高,材料失效强度越低.
- 袁义云宋迎东孙志刚
- 关键词：格模型多孔材料气孔
- 纤维泊松收缩对陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线的影响被引量：2
- 2009年
- 采用细观力学方法研究了纤维泊松收缩对陶瓷基复合材料迟滞回线的影响。采用库仑摩擦法则描述脱粘区界面剪应力分布,结合拉梅公式得到了界面脱粘区和粘结区的细观应力场。根据卸载与重新加载时纤维相对基体滑移机制,分析了加、卸载纤维轴向应力分布,假设纤维轴向应力在界面脱粘尖端连续得到了初载时界面脱粘长度ls、卸载时界面反向滑移长度y以及重新加载时界面滑移长度z′,讨论了纤维泊松比、纤维体积百分数和界面摩擦系数对加卸载界面滑移长度、迟滞回线的影响。由于考虑了纤维泊松收缩的影响,预测的迟滞回线面积及卸载残余应变大于Pryce-Smith模型预测值。
- 李龙彪宋迎东孙志刚孙杰
- 关键词：陶瓷基复合材料迟滞回线
- 准静态加载下陶瓷基复合材料层合板应力-应变曲线的模拟被引量：2
- 2008年
- 采用细观力学方法来模拟纤维增强陶瓷基复合材料层合板在准静态加载下应力-应变行为.采用层合板修正剪滞模型分析复合材料出现损伤时的细观应力场,通过临界基体应变能准则、Nair脱粘准则确定基体裂纹间隔和界面脱粘长度.最后结合剪滞模型和损伤机制模拟陶瓷基复合材料层合板应力-应变曲线,并与试验数据进行比较,结果吻合较好.
- 许仁红宋迎东李龙彪孙志刚
- 关键词：陶瓷基复合材料层合板
