樹脂基復合材料在吸濕、脫濕過程中由于纖維和樹脂的濕膨脹性能不匹配會在兩者的粘接界面處產生局部失配應力,當失配應力足夠大時會導致界面脫粘、基體開裂等損傷,最終可能導致材料的失效。本碩士論文研究了復合材料損傷對穩(wěn)態(tài)吸濕的影響以及瞬態(tài)吸濕過程中材料濕熱殘余應力的變化,主要工作如下:(1)建立了含界面損傷的單向復合材料三相穩(wěn)態(tài)吸濕理論模型,分析了單向復合材料橫向有效濕擴散系數(UCTEMD)隨纖維體積分數、界面層厚度以及纖維和界面相吸濕性能的變化規(guī)律。同時,建立了纖維在基體中正六邊形周期排布的細觀有限元單胞模型進行驗證。研究發(fā)現,纖維和界面相的有效濕擴散系數均存在一個與界面層厚度無關的臨界值,UCTEMD在此臨界值的兩側隨纖維體積分數的變化趨勢相反。(2)建立了含隨機界面損傷胞元的單向復合材料層合板穩(wěn)態(tài)吸濕理論模型,分析了UCTEMD在不同胞元損傷密度下的變化規(guī)律。同時,建立了隨機損傷胞元的細觀有限元模型進行驗證。研究發(fā)現,在一定的胞元損傷密度下,UCTEMD隨損傷胞元不同分布形式的變化波動很小。(3)推導了復合材料在定常和非定常條件下的一維和二維吸濕模型,并以此為基礎得到了瞬態(tài)吸濕過程中單層板和層合板的濕熱殘余應力模型。研究發(fā)現,單層板在吸濕過程中,材料表面處區(qū)域的濕殘余壓應力逐漸減小,而中部區(qū)域的拉應力經歷了先增大再減小的過程。層合板在吸濕過程中,各處濕殘余應力會一直增大,且熱殘余應力的存在會抵消一部分濕殘余應力的影響。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TB332

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本文編號：2809882