摘要：针对复合材料“帽”形长桁加筋壁板结构在制造过程中出现的长桁纤维角度偏离情况,基于Patran/Nastran有限元分析软件,在长桁纤维角度偏离0°~6°的情况下,对强度和刚度的影响进行了模拟分析。分析结果表明,对于复合材料“帽”形长桁,当长桁纤维角度偏离小于3°时,其对长桁的拉伸强度、压缩强度以及稳定性的影响均在1%以内。因此,复合材料“帽”形长桁制造验收标准中纤维的最大偏离角度不超过3°是合理的。

摘要：设计制作了18组54个纤维缠绕玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土圆柱试件,参数包括纤维层数(6、10)、纤维角度(±45°、±60°、±80°)、长细比(2、4)和受压截面(全截面、核心混凝土),基于轴心受压试验结果,提出了依据纤维角度的面向设计的峰值应力预测模型。研究结果表明:GFRP管可有效提高约束试件的强度和延性。试件的峰值强度随着纤维角度和层数的增大而增大,长细比大的试件峰值强度的提升幅度更大,全截面受压会对约束试件的环向性能造成不利的影响。约束模式主要由纤维角度决定,其中±60°和±80°角度的试件为强约束,呈脆性破坏,±45°角度的试件为弱约束,呈延性破坏。通过研究峰值强度与有效约束强度之间的数学关系,所得到的面向设计的简化模型,对于求解不同纤维角度试件的峰值强度具有足够的精度,可为相关的工程实际应用提供参考。

摘要：基于面元法及有限元方法,采用分区迭代方式开展复合材料螺旋桨流固耦合分析,重点讨论了材料纤维角度和结构铺层方式的影响.针对桨叶剖面变厚度特征与单层材料有限厚度之间的矛盾,提出了更具实用意义的沿叶面往叶背方向逐层退化的铺设方式,并发现该铺设方式复合材料螺旋桨流固耦合性能主要受靠近叶面的铺层结构控制.后续铺层结构优化设计中可仅考虑近叶面若干铺层以节省计算工作量.

摘要：海洋漂浮管道受弯曲荷载作用时,可能发生较大弯曲进而导致管道失效,威胁海上油田原油输送安全。针对管道帘线层与螺旋钢丝失效机理不明确的问题,考虑管道弯曲时螺旋钢丝扭转行为,建立漂浮管道三维有限元模型,并通过实例管道验证了数值模型的有效性,进而利用该有限元模型模拟管道弯曲失效过程并分析管道结构参数对最小弯曲半径的影响。结果表明:海洋漂浮管道弯曲失效以螺旋钢丝屈曲为失效模式,未发生帘线强度失效;管道最小弯曲半径随帘线层铺层层数与螺旋钢丝直径的增大而增大,但随帘线纤维缠绕角度的减小而增大。所建立的有限元模型有效模拟了漂浮管道弯曲行为,可为海洋漂浮管道结构设计与安全应用提供理论参考。(图11,表5,参26)