復(fù)合材料作為一種新型材料,由于其具有諸多優(yōu)良的性能,近年來,在工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。復(fù)合材料各項力學(xué)性能的研究已經(jīng)取得了很大成果,但是在復(fù)合材料疲勞領(lǐng)域,學(xué)者們更多的是用統(tǒng)計學(xué)的內(nèi)容和經(jīng)驗公式來描述其剛度、強(qiáng)度和壽命的變化,而且他們所研究的內(nèi)容僅針對單一復(fù)合材料,并不適用于任意復(fù)合材料。本文將從單向帶和織物的基礎(chǔ)實(shí)驗展開,研究其基本的力學(xué)性能,并將其結(jié)果推廣到復(fù)合材料層合板,進(jìn)而應(yīng)用到全復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)上,最后建立一套關(guān)于復(fù)合材料機(jī)翼損傷容限的實(shí)驗設(shè)計方法。具體研究內(nèi)容如下:首先,開展了復(fù)合材料單向帶和織物兩類實(shí)驗件的基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗,獲得其準(zhǔn)靜態(tài)條件下的強(qiáng)度、剛度;接著進(jìn)行了拉-拉疲勞實(shí)驗,對實(shí)驗過程中的現(xiàn)象加以記錄說明,獲取疲勞壽命并繪制出S-N曲線,在疲勞實(shí)驗基礎(chǔ)上,進(jìn)行了復(fù)合材料層合板的剛度退化研究和宏觀尺度效應(yīng)研究,為機(jī)翼結(jié)構(gòu)的有限元仿真分析打下基礎(chǔ)。其次,考慮機(jī)翼服役時兩種實(shí)際工況,對全復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元線彈性仿真分析,用兩種方法得到了相應(yīng)的疲勞壽命(基于實(shí)驗數(shù)據(jù)的任意鋪層序列復(fù)合材料結(jié)構(gòu)所建立的疲勞壽命經(jīng)驗公式法和基于低層級仿真分析的任意鋪層序列復(fù)合材料結(jié)構(gòu)所建立的疲勞壽命預(yù)示方法)。為保證結(jié)果可靠性,進(jìn)一步分析了疲勞缺口系數(shù)對壽命的影響。最后,介紹了損傷容限分析的方法和步驟,并針對飛機(jī)結(jié)構(gòu)給出了飛-續(xù)-飛疲勞載荷譜的編制方法,用“混合同余法”產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),用來隨機(jī)排列飛機(jī)結(jié)構(gòu)所受應(yīng)力水平。根據(jù)所分析的全復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu),設(shè)計出了相應(yīng)的疲勞實(shí)驗工裝,利用abaqus有限元軟件分析了其安全性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33;V215.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 梅端;王鈞;李君明;司洪效;;玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料拉-拉疲勞行為研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2013年02期

2 宋磊磊;李嘉祿;;纖維增強(qiáng)復(fù)合材料疲勞性能研究進(jìn)展[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2010年03期

3 薛貴林;宇慧平;隋允康;趙爾冰;杜家政;岳彩銳;;基于MSC Fatigue的脈動真空滅菌器疲勞分析[J];計算機(jī)輔助工程;2008年04期

4 王寶來;吳世平;梁軍;;復(fù)合材料失效及其強(qiáng)度理論[J];失效分析與預(yù)防;2006年02期

5 李戈嵐,劉漢海;耐久性/損傷容限設(shè)計簡介[J];飛機(jī)設(shè)計;2004年04期

6 郭鳳鳴;一種生成大周期偽隨機(jī)數(shù)的新算法——改進(jìn)的混合同余法[J];地球科學(xué);1992年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王丹勇;層合板接頭損傷失效與疲勞壽命研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 劉英芝;復(fù)合材料層合板疲勞行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2824887