z-pin增强复合材料T型接头层间性能的建模与分析  被引量:13

Modeling and analysis of z-pin reinforcing in through-thickness direction of composite T-joint

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作  者:李成虎[1] 燕瑛[1] 

机构地区:[1]北京航空航天大学航窄科学与工程学院,北京100191

出  处:《复合材料学报》2010年第6期152-157,共6页Acta Materiae Compositae Sinica

基  金:国家973项目(070022);高等学校博士学科点专项科研基金(0800060017)

摘  要:提出了基于z-pin桥联力试验的z-pin增强复合材料T型接头层间性能的模拟方法。每根z-pin的作用有两部分:增加了分层的张开阻力与剪切阻力。在有限元模拟中通过在相应的节点上加两个方向(竖直方向和水平方向)的非线性弹簧模拟张开阻力和剪切阻力。通过张开型z-pin桥联力试验和剪切型z-pin桥联力试验得到两条力-位移曲线,再把曲线各自赋予到所有竖直非线性弹簧和水平非线性弹簧,从而模拟z-pin对复合材料T型接头层间性能的增强效果。在T型接头拉拔试验模拟分析中,研究了不同跨距和不同z-pin间距对拉拔力的影响。模拟分析表明跨距对拉脱位移影响较大,z-pin间距对最大拉拔力影响较大。This paper presents finite element(FE) model study on reinforcing in through-thickness direction of composite T-joint with z-pin based experiment of z-pin bridging law.Function of z-pin contain two aspects,i.e.z-direction and x-direction resistance of composite delamination.In the model,z-direction and x-direction resistance based z-pin are modeled by z-direction and x-direction nonlinear-spring that link a pair nodes.So,the curves of force-displacement gained by experiments of mode Ⅰand mode Ⅱ z-pin bridging laws were endued to all nonlinear-springs to simulate z-pinned composite T-joint interlaminar performance.The effects of different z-pin spacing and span on the force of pulling off were examined.The results show that the displacement and the maximal force of pulling out is greatly dependent on span and z-pin spacing,respectively.

关 键 词:Z-PIN 复合材料 z-pin桥联力 张开型 剪切型 非线性弹簧 

分 类 号:V258[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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