温度对玻璃纤维增强铝合金层合板抗疲劳裂纹扩展特性影响的试验评价及机理分析

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11572101
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0807.复合材料与结构力学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Glass fiber reinforced Aluminium alloy laminates (GLARE) have been widely applied to the aircraft structure. Therefore, the investigation of the influence of temperature on the fatigue crack propagation properties of GLARE has the important theory and application value. The plan of this project is to obtain the fatigue crack propagation characteristics of GLARE under the different temperature through the test and analysis base on our GLARE preparation technology and evaluation method of GLARE fatigue crack propagation test under the normal temperature by using advanced test and observation technology, the fatigue damage extension theory, the fracture analysis theory and the extended finite element analysis method. The effects of temperature on the bridge stress distribution near the crack tips, interfacial delamination growth length and its growth rate in different directions along the interfaces and fatigue crack propagation rate of GLARE will be investigated. The mutual influence relationship among the bridge stress distribution near the crack tips, interfacial delamination shape and its growth rate and fatigue crack propagation rate of GLARE will be established under different temperatures. The forecast analysis model of fatigue crack propagation rules of GLARE containing the temperature effect will be given. This research can provide technical reserves for the large number of applications of GLARE in the field of aviation in our country.
玻璃纤维增强铝合金层合板已广泛应用到飞机结构上,因此研究温度对玻璃纤维增强铝合金层合板疲劳裂纹扩展性能的影响具有重要的理论和应用价值。本项目计划在我们已对玻璃纤维增强铝合金层合板的制备工艺及常温下其疲劳性能测试评价研究的基础上,借助先进的实验测试和观测技术,利用疲劳损伤扩展及断裂分析理论和扩展有限元分析方法,在不同温度环境下对玻璃纤维增强铝合金层合板疲劳裂纹扩展特性进行测试和机理分析,分析研究温度对纤维增强铝合金层合板裂纹尖端附近桥接应力分布、界面分层沿界面不同方向上扩展长度及其扩展速率、疲劳裂纹扩展速率的影响,确立裂纹尖端附近桥接应力分布、界面分层形状及其扩展速率和疲劳裂纹扩展速率在不同温度环境下的相互影响关系,给出含温度效应的纤维增强铝合金层合板疲劳裂纹扩展规律的预报分析模型,为玻璃纤维增强铝合金层合板在我国航空领域中的大量应用提供技术储备。

结项摘要

本项目针对新型结构材料玻璃纤维增强铝合金层合板(GLARE)的疲劳问题,借助先进的实验测试和观测技术,利用疲劳损伤扩展及断裂分析理论和扩展有限元分析方法,在不同温度环境下对玻璃纤维增强铝合金层合板疲劳裂纹扩展特性进行了大量的实验测试和机理分析,分析研究了温度对纤维增强铝合金层合板裂纹尖端附近桥接应力分布、界面分层沿界面不同方向上扩展轮廓、疲劳裂纹扩展速率的影响,确立了利用外力做功比确定应力强度因子有限宽修正系数的方法,并利用该方法给出了与实验结果相一致的GLARE层合板疲劳裂纹扩展问题的应力强度因子修正系数。同时采用等效柔度法计算GLARE层合板的外力做功比,建立了GLARE层合板疲劳裂纹扩展问题中分层面积与裂纹扩展长度关系,给出了GLARE疲劳裂纹扩展分层修正系数的数学表达式。进而在Alderliesten疲劳裂纹扩展预报模型的基础上,引入分层修正系数和温度修正系数对GLARE层合板疲劳问题应力强度因子进行了修正,获得了室温及高温条件下GLARE层合板长疲劳裂纹扩展规律,给出含温度效应的纤维增强铝合金层合板疲劳裂纹扩展规律的预报分析模型,这些成果可以为玻璃纤维增强铝合金层合板在我国航空领域中的应用提供一些技术储备。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Compressive behavior of notched and unnotched carbon woven-ply PPS thermoplastic laminates at different temperatures
不同温度下有缺口和无缺口碳编织层 PPS 热塑性层压材料的压缩行为
  • DOI:
    10.1016/j.compositesb.2017.09.027
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Composites Part B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王玥;张继鹏;张嘉振;周振功;方国栋;王时玉
  • 通讯作者:
    王时玉
Characterizing the off-axis dependence of failure mechanism in notched fiber metal laminates
表征缺口纤维金属层压板失效机制的离轴依赖性
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2017.11.016
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Composite Structures
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    张继鹏;王玥;张嘉振;周振功;方国栋;赵元
  • 通讯作者:
    赵元
Experimental and Finite Element Research on the Failure Mechanism of C/C Composite Joint Structures under Out-of-Plane Loading
面外载荷下C/C复合材料节点结构破坏机理的试验与有限元研究
  • DOI:
    10.3390/ma12182922
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Material
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张岩峰;周振功;谭志勇
  • 通讯作者:
    谭志勇
Numerical simulation of pin-loaded joints of fiber metal laminate
纤维金属层压板销载接头的数值模拟
  • DOI:
    10.1007/s13726-018-00684-1
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    Iranian Polymer Journal
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    祖士明;周振功;张嘉振
  • 通讯作者:
    张嘉振
Influence of temperature on the impact behavior of woven-ply carbon fiber reinforced thermoplastic composites
温度对编织层碳纤维增强热塑性复合材料冲击行为的影响
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2017.11.056
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Composite Structures
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    王玥;张继鹏;方国栋;张嘉振;周振功;王时玉
  • 通讯作者:
    王时玉
共 16 条
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
前往

其他文献

The behavior of two parallel non-symmetric interface cracks in a magneto-electro-elastic material strip under an anti-plane shear stress loading
反平面剪应力加载下磁电弹性材料带中两个平行非对称界面裂纹的行为
  • DOI:
    10.3233/jae-2009-1011
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
    International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2009,29(3), 163-184
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周振功;王家志;吴林志
  • 通讯作者:
    吴林志
Non-local theory solution to a rectangular crack in a 3D infinite orthotropic elastic medium
三维无限正交各向异性弹性介质中矩形裂纹的非局部理论解
  • DOI:
    10.1016/j.ijsolstr.2015.01.005
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    International Journal of Solids and Structures
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    刘海涛;周振功;吴林志;吴文娟
  • 通讯作者:
    吴文娟
含孔和切口C/C编织复合材料静态拉伸下的力学性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐玉玲;泮世东;周振功;杨银环
  • 通讯作者:
    杨银环
Non-local theory solution to a 3-D rectangular crack in an infinite transversely isotropic elastic material
无限横观各向同性弹性材料中三维矩形裂纹的非局部理论解
  • DOI:
    10.1007/s11012-014-0077-9
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    Meccanica
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    刘海涛;周振功;吴林志
  • 通讯作者:
    吴林志
Dynamic stress intensity factors of two 3D rectangular cracks in a transversely isotropic elastic material under a time-harmonic elastic P-wave
时谐弹性 P 波下横观各向同性弹性材料中两个 3D 矩形裂纹的动态应力强度因子
  • DOI:
    10.1016/j.wavemoti.2014.07.013
  • 发表时间:
    2014-12
  • 期刊:
    Wave Motion
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    刘海涛;周振功;吴文娟
  • 通讯作者:
    吴文娟
共 15 条
  • 1
  • 2
  • 3
前往

正在为您生成内容...

周振功的其他基金

环境温度对GLARE机械连接结构失效模式和承载能力的影响机理研究
  • 批准号:
    12272111
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不同温度环境下树脂基点阵复合材料夹芯结构有效力学性能评价及其破坏机理分析
  • 批准号:
    11272105
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    86.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
三维多向碳纤维编织复合材料在冲击载荷作用下有效力学性能评价分析
  • 批准号:
    10872057
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
电磁多功能耦合材料力学性能评价分析
  • 批准号:
    10572043
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    33.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目