先進層合復合材料夾芯板作為一種高效的輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)形式,有利于減輕飛行器結(jié)構(gòu)重量,提高結(jié)構(gòu)設計品質(zhì)。然而,飛行器服役和維護過程中難免會受到各種低能量沖擊,易致使層合結(jié)構(gòu)面板產(chǎn)生分層等損傷,從而減小結(jié)構(gòu)壓縮強度,降低結(jié)構(gòu)使用壽命。3D七向編織復合材料是3D紡織復合材料領(lǐng)域一種新穎的結(jié)構(gòu)形式,其以獨特的多向空間網(wǎng)狀整體織物為增強體,具有比模量大、比強度高等優(yōu)點,能顯著改善材料面外橫向力學性能,有望替代傳統(tǒng)層合材料面板以提高蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)抗沖擊性能。因此,深入研究3D七向編織復合材料面板基本力學性能,探尋3D七向編織復合材料鋁蜂窩夾芯板低速沖擊響應特性,揭示其沖擊損傷機理及影響規(guī)律,對于發(fā)展紡織復合材料夾芯板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計分析方法具有重要的學術(shù)意義和工程應用價值。本文采用跨尺度方法研究3D編織復合材料鋁蜂窩夾芯板低速沖擊響應。首先,在細觀尺度上,基于3D七向編織復合材料細觀單胞模型,結(jié)合周期性邊界條件和小變形假設條件,采用有限元方法,提出材料宏觀等效彈性性能分析模型,實現(xiàn)了夾芯板面板等效性能的預測;隨即,嵌入胞元組分材料失效準則和性能折減方案,采用非線性有限元方法,建立胞元材料在典型載荷作用下的漸...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 3D多向編織復合材料研究現(xiàn)狀
        1.2.2 復合材料蜂窩夾芯板低速沖擊研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 理論基礎與關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 纖維增強復合材料彈性本構(gòu)理論與失效準則
    2.2 鋁合金芯層彈塑性本構(gòu)
    2.3 低速沖擊非線性動力學基礎
    2.4 跨尺度夾芯結(jié)構(gòu)力學建模方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 3D七向編織復合材料面板基本力學性能研究
    3.1 引言
    3.2 參數(shù)化細觀單胞模型
    3.3 細觀單胞有限元力學建模
        3.3.1 周期性胞元網(wǎng)格離散
        3.3.2 組分材料本構(gòu)關(guān)系
        3.3.3 胞元漸進損傷分析
        3.3.4 面板等效性能預測
    3.4 面板彈性性能預測
        3.4.1 等效彈性性能
        3.4.2 細觀力學響應
        3.4.3 參數(shù)討論與分析
    3.5 面板強度參數(shù)預測
        3.5.1 強度性能
        3.5.2 細觀力學響應
        3.5.3 參數(shù)討論與分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 3D七向編織復合材料蜂窩夾芯板低速沖擊損傷研究
    4.1 引言
    4.2 3D七向編織復合材料蜂窩夾芯板低速沖擊損傷力學建模
        4.2.1 3D七向編織復合材料蜂窩夾芯板本構(gòu)關(guān)系
        4.2.2 模型網(wǎng)格離散
        4.2.3 沖擊接觸定義
        4.2.4 約束、載荷與邊界條件
    4.3 3D七向編織復合材料夾芯板低速沖擊響應分析
        4.3.1 典型夾芯板力學結(jié)構(gòu)建模
        4.3.2 對比分析與討論
    4.4 參數(shù)討論與分析
        4.4.1 編織工藝參數(shù)對結(jié)構(gòu)沖擊響應的影響
        4.4.2 沖擊能量對結(jié)構(gòu)沖擊響應的影響
        4.4.3 芯層高度對結(jié)構(gòu)沖擊響應的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：4041731