本文關(guān)鍵詞：纖維增強復合材料熱膨脹問題的二元模型

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【摘要】：纖維增強復合材料,在航空航天、汽車船舶、土木建筑、體育休閑等方面得到了非常廣泛的應用,而其在各種高低溫環(huán)境下的性能研究已成為復合材料性能研究的一個重要方向。為分析纖維增強復合材料的宏觀熱膨脹行為,在有限元方法的框架內(nèi)建立了相應的熱膨脹分析的二元模型。該模型將纖維束簡化為桿件,只計入其軸向的變形和應力；基體材料和纖維的橫向性能則簡化為具有等效剛度和熱變形的介質(zhì),采用三維實體單元模擬,單纖維桿單元和等效介質(zhì)的熱膨脹系數(shù)按應變等效的原則確定。桿單元通過多點約束與實體單元連接成一體,形成纖維增強復合材料的整體分析模型。等效介質(zhì)分別采用均勻各向同性材料和均勻正交各向異性材料兩種模型分析。通過將該二元模型在ABAQUS軟件平臺上實現(xiàn),計算預測了單向纖維增強板和層合板的宏觀熱膨脹系數(shù),其結(jié)果與理論預測及三維有限元分析結(jié)果基本一致,表明了本文模型、方法的有效性,進而分析了纖維體積分數(shù)、編織角度、鋪層順序等因素對復合材料熱膨脹系數(shù)的影響�；贏BAQUS用戶子程序開發(fā),將二元模型運用到微膨脹構(gòu)件的設(shè)計以及結(jié)構(gòu)熱應力分析,為纖維增強復合材料熱膨脹設(shè)計以及工程應用提供參考。本文將纖維增強復合材料二元模型推廣到熱膨脹行為的分析中,研究方法、內(nèi)容與結(jié)果對纖維增強復合材料結(jié)構(gòu)的熱膨脹分析以及材料的設(shè)計具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：纖維增強復合材料 二元模型 熱膨脹系數(shù)
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB332
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 纖維增強復合材料熱膨脹分析概述11-12
• 1.2 纖維增強復合材料熱膨脹實驗研究12-14
• 1.3 纖維增強復合材料熱膨脹理論分析14-16
• 1.4 纖維增強復合材料熱膨脹數(shù)值模擬16-17
• 1.5 紡織復合材料二元模型17-18
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容18-20
• 2 纖維增強復合材料熱膨脹分析的二元模型20-33
• 2.1 幾種熱膨脹系數(shù)預測20-21
• 2.2 基于各向同性等效介質(zhì)的二元模型21-24
• 2.3 基于正交各向異性等效介質(zhì)的二元模型24-25
• 2.4 二元模型在ABAQUS軟件平臺的實現(xiàn)25-29
• 2.5 二元模型算例29-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 3 單向纖維增強復合材料的熱膨脹分析33-53
• 3.1 有限元計算模型33-44
• 3.1.1 等效介質(zhì)為各向同性的二元模型34-37
• 3.1.2 等效介質(zhì)為各向異性的二元模型37-40
• 3.1.3 單向纖維增強復合材料實體模型40-44
• 3.2 數(shù)值結(jié)果對比分析44-47
• 3.3 材料參數(shù)對計算結(jié)果的影響47-52
• 3.3.1 纖維體積分數(shù)與熱膨脹系數(shù)的關(guān)系47-49
• 3.3.2 不同纖維的熱膨脹系數(shù)49-51
• 3.3.3 不同基體的熱膨脹系數(shù)51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 4 對稱層合板復合材料的熱膨脹分析53-65
• 4.1 正交對稱層合板的宏觀熱膨脹系數(shù)53-55
• 4.2 米字雙正交鋪層方式下的熱膨脹系數(shù)55-57
• 4.3 交叉鋪層層合板熱膨脹系數(shù)與角度關(guān)系57-59
• 4.4 交叉鋪層與單向鋪層組合層合板膨脹系數(shù)59-61
• 4.5 微膨脹層合板鋪層設(shè)計61-64
• 4.5.1 設(shè)計指標62
• 4.5.2 具體設(shè)計方案及結(jié)果62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 5 結(jié)構(gòu)熱應力二元模型分析65-74
• 5.1 帶孔板的熱膨脹計算65-69
• 5.1.1 有限元建模66-67
• 5.1.2 數(shù)值結(jié)果與分析67-69
• 5.2 帶孔板的復雜加載計算69-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 6 總結(jié)和展望74-76
• 6.1 總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻76-81
• 作者簡歷81

【參考文獻】

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本文編號：857697