發(fā)布時間：2020-09-08 16:48

　　 本文通過含張開非理想基體裂紋角鋪設對稱層合板剛度性能和力學性能的理論模型,考慮粗糙裂紋面間存在阻力的情況下對其材料性能的影響,研究它的有效剪切剛度,使理論結果更加符合材料的實際測試情況。主要的研究內容如下:(1)回顧了復合材料層合板研究的發(fā)展過程,對主要的理論方法進行系統(tǒng)性的綜述,了解層合板的各種損傷機理和失效形式。(2)給出各向異性復合材料的基本方程和能量變分原理。單層板由纖維與基體組成,纖維按同一方向分布在基體內,從宏觀上來看滿足各向異性復合材料的基本方程,即平衡微分方程、幾何方程和物理方程。(3)對于含張開非理想基體裂紋角鋪設對稱層合板[q_m90_n]_s,以一般函數形式設定層間剪切應力,從平衡方程和邊界條件得到了張開裂紋的應力分量表達式,在其基礎上利用最小余能原理,得出張開裂紋的控制方程組,然后通過解析分析求解,最終得出復合材料對稱層合板的應力分布。(4)分析纖維橋聯對復合材料層合板剪切模量的影響,通過理論模型數據與有限元數據和實驗數據對比,驗證理論模型的正確性,并計算橋聯因子對有效剪切模量的影響。非理想張開基體裂紋,裂紋面非光滑并存有纖維橋聯,這對層合板剪切模量的退化影響非常大。確定與評估含張開非理想基體裂紋角鋪設對稱層合板剪切模量,可以提高其整體強度,合理設計層合板,增大它的應用范圍和延長層合板的使用壽命。
【學位單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

圖 1-1 含基體橫向裂紋的正交層合板絕大多數的研究調查含基體開裂的復合層合板的性能，假設裂紋是等間距的，因此分析可以被限制在包含一個裂紋的代表層合板，含橫向開裂的正交鋪設層合板的單元分析，通常簡化為 Oxz 平面的平面問題，如圖 1-1。1.2.2 分層層與層之間的分離定義為分層。這種分離是由在厚度方向上的拉伸應力或作用在與層界面平行的平面上的剪切應力所引起的。即便是在二維應力狀態(tài)下薄層合板中，該層間應力也存在于諸如自由邊緣等幾何不連續(xù)性的情況下，同時也可能由機械和濕熱載荷引起。更重要的是，內部缺陷的應力集中如裂縫的尖端使得分層區(qū)域的發(fā)展。在這

（b）圖 3-1（a）含張開基體裂紋角鋪設對稱層合板單元的幾何模型（b）在1x L處裂紋面的剪切載荷在經典的層合板彈性理論的基礎上，對于無損層合板 mns 90在面內剪切載荷作用，9 0 層的正應力 1x 為拉應力或壓應力，因此 90 層內基體裂紋有張開和閉合兩種形式。本文主要針對 90 層為受損層，裂紋貫穿受損層的整個厚度，如圖 3-1（a）。含張開基體裂紋角鋪設對稱層合板 mns 90受平面內剪切載荷作用，對于理想裂紋的層合板來說，由于裂紋面光滑，裂紋面間不存在纖維橋聯，單元邊界載荷主要由偏軸層（2）承擔，且 90 層裂紋面上無正應力和切應力。對于非理想裂紋情況，裂紋面非光滑并受纖維橋聯，考慮到纖維的彎曲對正應力的影響非常小，而纖維的拉伸對裂紋面的相對滑移的影響是不可忽視的。因此，可以認為含張開型裂紋的層合板，在非理想的裂紋面

碩士學位論文間剪切應力 12zy 的峰值比層間剪切應力 12zx 的峰值要大。表明由于剪切應力( )=0=012zxz ，面內剪切應力xy 從 層到 90°層的傳遞主要受層間剪切應力 12zy 的影響，因此層間剪切應力 12zy 在局部分層過程中起重要作用。從圖 4-6 可以看出層間正應力 12z 在裂紋附近是壓應力。理想裂紋應力分布的分析結果與 Huang 等人[54]的結果一致。

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳塑寰,關鵬,梁平;復合材料對稱層合板特征值問題的靈敏度分析[J];復合材料學報;1996年03期

2 魏美娟;董毓利;馬孝禮;;有限元法在復合材料力學中的應用[J];黑龍江商學院學報(自然科學版);1988年01期

3 夏定海;車靜波;趙清望;葉謀仁;;正交各向異性復合材料對稱層合板的自由振動[J];復合材料學報;1988年02期

4 范業(yè)立，梁禮平;各種邊界條件下對稱層合板的彎曲問題[J];華南理工大學學報(自然科學版);1995年04期

5 陳棟棟;吳明格;胡凱;陳健;;簡支復合矩形對稱層合板的近似分析法[J];輕工機械;2018年03期

6 何維真,沈大榮;承載邊簡支另二邊各種支承的對稱層合板的線性粘彈屈曲分析[J];武漢工業(yè)大學學報;1992年03期

7 胡浩,傅衣銘;粘彈性正交各向異性對稱層合板的非線性動力響應[J];湖南大學學報(自然科學版);2003年05期

8 錢偉長，黃黔，馮偉;復合材料對稱層合板單向拉伸與面內剪切下的三維應力分析[J];應用數學和力學;1994年02期

9 張方亮;張俊乾;;基體開裂的正交復合材料對稱層合板的粘彈性力學行為[J];力學季刊;2007年01期

10 溫玄玲，陳浩然，成萬植，李戈蘭，邱春圖;復雜載荷下復合材料對稱層合板的橢圓形分層屈曲[J];計算結構力學及其應用;1995年02期

相關會議論文 前1條

1 李忱;洪彩霞;姚麗清;;正交各向異性層合橢圓形薄板的彈性穩(wěn)定性[A];第四屆全國結構工程學術會議論文集（上）[C];1995年

相關博士學位論文 前1條

1 陳慶遠;復合材料薄壁結構的屈曲和后屈曲分析[D];上海交通大學;2015年

相關碩士學位論文 前3條

1 楊蕊;含張開非理想基體裂紋角鋪設對稱層合板有效剪切剛度預測研究[D];武漢工程大學;2018年

2 周駿昌;含基體橫向裂紋角鋪設對稱層合板剪切模量分析[D];武漢工程大學;2015年

3 唐玉花;邊緣受非線性分布面內載荷作用矩形板的屈曲研究[D];南京航空航天大學;2009年

本文編號：2814403