陈向明
- 作品数：87 被引量：101H指数：6
- 供职机构：中国飞机强度研究所更多>>
- 发文基金：中国航空科学基金国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术一般工业技术自动化与计算机技术金属学及工艺更多>>
- 低速冲击损伤对复材加筋板压缩性能的影响被引量：3
- 2023年
- 对无损伤及含低速冲击损伤的复合材料加筋板进行了压缩试验,分别采用数字图像相关方法(DIC)电测法对加筋板屈曲后屈曲行为进行了实时测量。试验结果表明:冲击损伤对屈曲载荷、屈曲模态影响不明显,对破坏载荷及破坏模式影响较大;相比于完好加筋板,含冲击损伤加筋板蒙皮纤维损伤沿着横向扩展,导致结构提前破坏,强度降幅达30%。随后,采用软化夹杂法对冲击损伤进行了等效简化,并基于改进的Tsai-Wu准则、二次应力准则建立了复合材料加筋板渐进损伤有限元分析模型,分别对完好及含冲击损伤加筋板压缩后屈曲失效过程进行了模拟。与试验结果相比,预测的屈曲载荷误差小于1%,破坏载荷误差小于6%,屈曲模态、失效过程及破坏模式均与试验结果一致。最后,基于有限元分析方法讨论了蒙皮上冲击损伤位置对加筋板压缩性能的影响,分析得出:冲击损伤位置对屈曲载荷、屈曲模态影响较小,对破坏载荷和破坏模式影响较大,特别是当冲击损伤位于长桁帽底蒙皮波谷时引起的强度降幅最为显著。
- 杨钧超王雪明陈向明邹鹏王喆
- 关键词：复合材料加筋板低速冲击损伤数字图像相关方法后屈曲
- 不同温度环境下复合材料/金属混合壁板结构热应力试验研究
- 2024年
- 极端气候条件,如高温、低温和湿热环境,均会影响飞机上复合材料/金属混合结构的承载能力和工作寿命,进而影响飞机的飞行性能和安全。由于复合材料和金属材料之间的热膨胀系数差异较大,实际飞行中遇到的温度变化会导致复合材料元件和金属元件内部产生较高的热应力。这种附加热应力会改变复合材料/金属混合连接结构内部的载荷传递和内应力分布情况。对大规模、多钉连接的复合材料/金属混合结构壁板在不同温度环境中的热力学行为进行了试验研究,并研究了不同温度条件下受到单向拉伸载荷时的热力响应。通过试验过程中的应变变化,对不同环境和载荷条件下复合材料/金属混合结构内不同组件的应力分布和钉载情况进行了分析。
- 曹素雷凯陈向明魏景超成李南
- 关键词：复合材料混合结构温度效应热应力
- 考虑Ⅲ型断裂的复合材料加筋壁板界面损伤扩展
- 2024年
- 复合材料加筋壁板筋条-蒙皮界面损伤研究中Ⅲ型断裂能的作用往往被忽略,本文结合物理试验和数值方法对复合材料开剖面工形加筋壁板和闭剖面Ω形加筋壁板开展了后屈曲筋条-蒙皮界面损伤扩展研究。利用考虑法向压缩抑制界面剪切失效机制的新形界面损伤起始准则和考虑Ⅲ型断裂的Reeder界面损伤扩展准则对两种构形加筋壁板后屈曲历程进行数值模拟分析,对比两种构形壁板的屈曲模式、破坏形式以及筋条-蒙皮界面损伤扩展时的各形能量释放率的分布情况。得出闭剖面Ω形加筋壁板筋条-蒙皮界面主要在面外剥离力的作用下损伤扩展,I型断裂能在界面的损伤起始和扩展中起主要作用;开剖面工形加筋壁板界面主要在剪力的作用下损伤扩展,Ⅲ型断裂能在损伤横向扩展中起主导作用。上述研究阐述了各形断裂能在复合材料加筋壁板界面损伤扩展过程中的作用机理,为复合材料加筋壁板后屈曲数值模拟分析方法研究奠定基础。
- 张茹杨钧超王喆魏景超陈向明
- 关键词：复合材料加筋壁板断裂能
- 一种拉压剪复合载荷作用的加筋壁板屈曲预测方法
- 本申请属于飞机结构强度设计领域，涉及一种拉压剪复合载荷作用的加筋壁板屈曲预测方法，所述方法包括：获得由拉压载荷分量一次项、拉压载荷分量二次项以及剪切载荷分量二次项组成的幂级屈曲方程；获取单纯剪切载荷作用下的剪切屈曲临界载...
- 王彬文陈向明王喆成李南杨钧超柴亚南
- 晶体塑性有限元方法在增材制造金属材料力学性能研究中的应用
- 2024年
- 增材制造作为先进制造技术的代表,已被广泛应用于航空航天等高新技术领域。金属增材制造技术的高能量密度、高热和快速冷却等复杂工艺特点使得成形件的微观结构与传统制造技术所得成形件显著不同,这对金属材料力学性能有着重要影响。晶体塑性有限元方法将晶体塑性理论与有限元方法相结合,能够跨尺度分析增材制造金属材料微观结构与力学性能之间的关系,为优化工艺过程提供支撑。本文综述了近年来晶体塑性有限元方法在金属增材制造中的应用,阐述了代表增材制造金属材料微观结构特征的几何模型的建立方法和有限元应用,提出了相关发展趋势。
- 冯振宇张宏宇马佳威陈琨周良道沈培良陈向明
- 关键词：增材制造晶体塑性有限元微观结构
- 一种机身壁板力学性能试验装置
- 本申请属于机身壁板力学性能试验装置设计技术领域，具体涉及一种机身壁板力学性能试验装置，包括：机身壁板；柔性裙边，连接在机身壁板上，环绕机身壁板的边缘；维形构件，形成有维形空间；气密布，置于维形空间，周边与柔性裙边连接，形...
- 陈丽敏柴亚南陈向明李崇高敏彭新未
- 文献传递
- 3D打印连续纤维增强复合材料研究现状综述被引量：24
- 2021年
- 纤维增强复合材料因其优异的力学性能已被广泛应用于各工业领域,但由于传统制造工艺的限制,复合材料依然无法应用于一些具有复杂构型的结构。近年来,3D打印技术的快速发展有望实现复杂几何形状复合材料结构的有效制造,从而进一步拓展复合材料的应用范围。连续纤维增强复合材料3D打印技术的成熟应用对于中国高端装备的制造具有重要意义。从力学性能角度出发,对3D打印连续纤维增强复合材料的研究现状进行综述分析,重点分析了打印温度、打印层厚度、增强纤维类型、材料堆叠方式、纤维体积含量、打印扫描间距等工艺参数对复合材料力学性能的影响机制;讨论了3D打印复合材料在典型载荷下的力学性能及损伤演化规律,明确了影响/制约其力学性能的主要原因;介绍了3D打印复合材料的强度/刚度分析预测方法,并对研究发展趋势进行了总结和展望。
- 陈向明姚辽军果立成孙毅
- 关键词：3D打印工艺参数力学性能
- 粘接元接触技术在复合材料厚板多钉连接分析中的应用研究
- 为解决复合材料多钉连接结构强度分析中由于大规模的接触造成的计算收敛困难问题,自定义了一种具有特殊本构关系的粘接元用来模拟接触,该单元只能传递压力而不能传递拉力。将自定义的粘接元与两接触对约束在一起用来传递接触压力,也保证...
- 陈向明
- 关键词：多钉连接
- 文献传递
- 胶-螺混合连接结构的传力分析被引量：3
- 2017年
- 建立了胶-螺混合连接结构的有限元模型,并进行了传力分析研究。利用粘聚区模型模拟胶层的失效过程,并考虑了金属结构的塑性变形。同时,通过胶接、机械连接及胶-螺混合连接三种形式分别进行了方法的验证,试验结果和模拟结果吻合较好,证明了所采用的胶-螺混合连接分析方法的有效性。另外,分别建立了单钉和双钉胶-螺混合连接结构模型,分析发现相对于胶接结构,单钉混合连接结构的承载能力并不会有明显提高。同时发现两钉胶-螺混合连接中两螺栓外侧的胶层由于较大的面外力会很快发生破坏,而两螺栓内侧的胶层由于螺栓的法向作用使得其只受纯剪切力,从而提高了该区域胶层的承载能力。鉴于此对混合连接构型进行了改进设计,很好地提高了连接强度。
- 陈向明柴亚南袁菲于飞曹素
- 关键词：数值模拟
- 复合材料螺接修理层压板剩余强度评估
- 2018年
- 复合材料结构修理是飞机复合材料结构全寿命周期中不可或缺的重要环节。螺接修理传递载荷大,操作简单,易于外场实施。快速估算螺接修理结构的剩余强度,有助于修理参数优化及修理方案的设计。采用基于子模型法的有限元数值分析方法,快速预估螺接修理层压板结构的承载能力。模型中复合材料层压板和金属补片用壳元模拟,螺栓用梁元模拟,采用多点约束技术模拟螺栓与螺栓孔的接触。在整体模型应力分析的基础上,选择高应力区建立子模型,提出0°层点应力准则判断层压板是否破坏,根据粱元剪力的大小用工程方法评估螺栓的强度。分析表明,分析方法建模简单、计算周期短、分析结果与试验结果误差在5%以内,可以满足工程设计和分析要求。
- 张阿盈陈向明屈天骄
- 关键词：复合材料层压板有限元分析
