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复合泡沫塑料力学行为的研究综述

力学进展 , 2004, DOI: 10.6052/1000-0992-2004-3-J2003-026
Abstract: 复合泡沫塑料是一种重要的防护材料,它在国防工业和民用工业各部门均有许多重要的应用,对这类材料的力学行为进行研究具有重要的学术价值和应用前景.本文对复合泡沫塑料力学行为的研究文献进行了综述.首先,对复合泡沫塑料力学行为研究的早期工作进行了简介.然后,重点介绍了复合泡沫塑料力学行为研究的最新进展,其中也包括作者近期在该领域开展的一些工作;对复合泡沫塑料进行了静、动态压缩实验和细观加载实验,研究了材料的宏观变形规律和细观失效机制;在理论研究方面,探讨了复合泡沫塑料的能量吸收和缓冲特性,从宏、细观力学分析出发研究了复合泡沫塑料有关力学性能的理论预测问题;还利用计算机和通用软件对高密度复合泡沫塑料进行了有限元分析,研究了高密度复合泡沫塑料的失效行为.最后,给出对该领域研究工作的一些展望.
微孔泡沫塑料力学行为的研究综述

力学进展 , 2002, DOI: 10.6052/1000-0992-2002-3-J2001-013
Abstract: 对微孔泡沫塑料力学行为的研究文献进行了综述,简单介绍了微孔泡沫塑料的制备和表征方法,重点介绍了微孔泡沫塑料力学性能的研究工作,其中也包括作者近期在该领域的一些工作.这些工作主要讨论了微孔泡沫塑料的压缩、拉伸、冲击、疲劳和黏弹性效应.最后,给出了对该领域工作的一些讨论和展望.
四边手性蜂窝动态压溃行为的数值模拟
,李康
爆炸与冲击 , 2014, DOI: 10.11883/1001-1455(2014)02-0181-07
Abstract: ?建立了四边手性蜂窝的有限元模型,采用数值模拟方法研究了四边手性蜂窝在不同冲击速度下的变形模式和能量吸收等动力学响应特性,并同普通六边形蜂窝的冲击行为进行了对比。计算得到了这2种蜂窝的变形模式图、动力响应曲线和能量吸收曲线。模拟结果表明低速冲击下,四边形手性蜂窝的变形模式为“Z”字形;高速冲击下,四边手性蜂窝的变形模式与普通蜂窝的“I”字形模式类似;在适中速度的冲击下,四边手性蜂窝表现出兼具高速冲击和低速冲击特征的一种过渡态变形模式;随着冲击速度的提高,局部变形带由固定端向冲击端移动,并且能量吸收能力也随之提高;在中、低速度的冲击下,能够观察到拉胀材料压缩时特有的“缩颈”现象。
单向短纤维增强泡沫塑料力学性能分析
邹波,
复合材料学报 , 2008,
Abstract: 将Mori-Tanaka方法和修正剪滞模型相结合,给出了单向短纤维增强高密度泡沫塑料的模量预测和应力计算公式,并用建立的考虑不同情况的有限元模型分析了纤维和基体中的应力分布。研究结果表明:理论预测与有限元分析结果符合得较好。采用修正的剪滞理论能够解释单向短纤维增强泡沫塑料的应力传递机制。当泡孔体积分数增加时,纤维轴向应力和界面剪应力会增大,更容易发生脱粘和拉断破坏。纤维端部脱粘或穿过泡孔虽然容易引起局部应力集中,但对整体应力分布影响不大。
基于五相球模型确定含涂层空心微球复合材料的有效模量
邹波,
复合材料学报 , 2006,
Abstract: 利用推广的五相球模型得到了含涂层空心微球填充复合材料的有效体积模量、剪切模量和杨氏模量预测的理论公式。分析了复合材料有效模量同空心微球壁的厚度、填充体积分数、涂层厚度等参数的关系。为了说明本文结果的有效性,将五相球模型退化为不含涂层空心球填充复合材料的情况,并与文献中的实验数据进行对比。算例计算表明:涂层较薄时,填料体积分数越大,空心微球壁相对越厚,弹性模量就越大。当填料体积分数最大时,在空心微球壁相对最薄处,弹性模量最低。
复合泡沫塑料模量和屈服强度的理论预测
,邹波
复合材料学报 , 2014,
Abstract: 基于广义自洽原理,利用四相球模型研究了复合泡沫塑料在拉伸加载下的力学性能,并对其可能发生的破坏进行了分析,发现模型退化后给出的泡沫材料强度预测结果与实验值符合较好。通过分析微珠与基体界面的法向应力集中系数和基体相的vonMises应力分布,可以发现,当微珠壁极薄时,微珠的力学行为与实心柔性粒子相似,随着微珠壁厚的增加,微珠对材料整体力学行为的影响与实心刚性粒子的影响接近相同。通过引入破坏影响因子,对复合泡沫塑料的强度预测进行研究,提出了一种有效的预测方法。
泡沫变形模式对泡沫填充圆管压溃行为的影响
,陈伟
复合材料学报 , 2011,
Abstract: 将泡沫填充圆管的平均压溃载荷视为圆管、泡沫及圆管与泡沫相互作用三部分之和,基于作者提出的直链塑性铰改进模型,研究了两种泡沫变形模式对泡沫填充圆管准静态压溃行为的影响,得到了新的最优屈曲半波长和平均压溃载荷的理论计算公式,并研究了两种泡沫变形模式下,偏心率和塑性角参数对最优屈曲半波长和平均压溃载荷的影响。结果表明,泡沫变形模式Ⅰ下的平均压溃载荷略高于泡沫变形模式Ⅱ下的相应值,泡沫变形模式对最优屈曲半波长影响较大;与文献[14]相比,所得平均压溃载荷理论预测值与试验结果吻合得更好。
短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究进展
,邹波
复合材料学报 , 2005,
Abstract: 对国内外短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究进展进行了综述。简要介绍了纤维增强泡沫塑料的制备方法和结构形态;重点报道了短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究成果和作者的一些工作,其中包括纤维增强泡沫塑料拉压、弯剪基本力学性能、纤维增强机理和材料破坏机理、温度效应、纤维长度、纤维填充量和表面处理对力学行为的影响等。展望了未来的研究趋势。
三维编织复合材料压缩力学性能的实验研究
,胡奇
复合材料学报 , 2003,
Abstract: 通过宏观压缩实验,研究了三维四向编织复合材料的抗压力学性能;同时,为了认识其压缩失效机理,对压缩试件的破坏断口进行了扫描电镜分析。实验结果表明:纵向压缩模量比横向压缩模量大得多;影响纵向压缩力学性能的主要参数是材料的编织角,随编织角的变化,复合材料的纵向压缩破坏机理发生了变化,编织角较小时,材料表现为脆性特征;当编织角大于某个角度,材料的应力-应变曲线趋于非线性,延性增加,更多地表现为塑性破坏特征。此外,横向压缩的破坏机理与纵向压缩明显不同。
中空纳米微球填充复合材料的有效力学性能
邹波
力学学报 , 2009, DOI: 10.6052/0459-1879-2009-2-2008-214
Abstract: 中空纳米微球可作为复合材料填充体使用.与相同粒径下的实心纳米颗粒相比,中空纳米微球密度更低,存在表/界面应力效应的面积更大,由此导致的不同力学行为值得人们关注和研究.目的是研究表/界面应力对中空纳米微球填充复合材料力学行为的影响.首先,基于广义自洽原理,利用考虑表/界面应力影响的四相球模型导出了中空纳米微球填充复合材料在单向载荷作用下的弹性场,获得了纳米复合材料有效弹性模量的闭合形式解.然后,分析了纳米复合材料存在的尺度相关性.算例结果表明,有效弹性常数和环向应力与经典解答不同,取决于表/界面性能、纳米中空微球粒径和壁厚.该结论对于中空纳米微球复合材料具有指导意义.
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