摘要：铝合金作为飞机上广泛应用的金属材料,其裂纹萌生寿命往往很难通过试验预测,针对三维铝合金多晶体基于Voronoi理论建立了其数学模型和有限元模型,用来表征大小、形状随机分布且各向异性的多晶体特性,在细观尺度上,通过晶体塑性有限元分析方法在ABAQUS软件中对6111-T4铝合金多晶体进行单轴微拉伸数值模拟,分析了多晶体的应力应变分布情况,最后通过双线性内聚力本构关系建立了三维多晶体的疲劳退化和损伤演化细观模型,实现了微观尺度疲劳载荷作用下铝合金多晶体的裂纹扩展行为模拟,并给出了6111-T4铝合金多晶体的疲劳裂纹萌生寿命,结果表明,通过仿真分析得到的铝合金多晶体裂纹扩展路径与试验中扩展路径相似,该方法可以预测铝合金裂纹萌生寿命。

摘要：通过计算确定了复合材料传动轴载荷,采用Abaqus建立了传动轴有限元模型。基于有限元法对复合材料传动轴、复合材料与金属混合传动轴、金属传动轴分别进行了静力分析、模态分析、屈曲分析,并对计算结果进行了校核。在此基础上,建立复合材料传动轴与混合轴的Isight模型,基于正交设计方法进行方案优化。优化后的方案提高了2种传动轴的扭转强度、扭转刚度、一阶弯曲固有频率和复合材料传动轴的屈曲扭矩值。利用Abaqus内聚力单元模拟胶层,通过分析胶接的参数,设计了复合材料的胶接接头。

摘要：碳纤维与铝合金的粘接在轻量化结构中有着广阔的应用场景,而胶接的质量与结构设计等多因素对于其整体力学性能有着不同的影响程度。以碳纤维管与铝合金接头的粘接出发,以DP490为粘接剂,研究铝合金接头槽型设计与胶层参数对于粘接的抗拉伸强度影响。利用拉伸实验得出力-位移数据匹配该处理工艺下的胶层参数,在Abaqus中利用cohesive element进行有限元仿真分析,得出理想胶层粘接状态下的粘接强度。结合仿真与实验数据,得出胶层参数对于粘接质量的影响,胶层越厚,粘接质量越差;胶层长度对粘接强度的影响最大,接头外径次之,胶层厚度最小;接头的横纹纵纹均可以有效提升粘接强度,且纵纹的性能提升尤为显著,最大拉力提升27.03%。

摘要：为指导层压板胶接结构设计,提高层压板胶接结构的稳定性,基于ABAQUS软件及其用户自定义场变量子程序(USDFLD)和内聚力单元,建立了同时考虑层压板与胶层损伤与失效的层压板单搭接胶接结构的数值分析模型,模型预报结果与试验结果基本吻合.基于该模型对层压板单搭接胶接结构进行应力分析与承载能力影响因素分析,结果表明:胶接结构中胶层剥离应力在胶层内呈对称分布且两端存在应力集中现象,胶层的失效从胶层的两端向中间逐渐扩展;胶层剪应力沿胶层长度方向呈两端高中间低的"凹"形分布;搭接长度是影响胶接接头强度的主要因素,随着搭接长度的增大,胶接接头的强度随之增大并最终趋于稳定值;胶接接头强度和刚度随层压板厚度的增大而增大,但增加幅度较小;层压板铺层形式对胶接结构的承载能力几乎无影响.