本文關(guān)鍵詞：復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊與雙軸剩余強(qiáng)度分析研究

  更多相關(guān)文章： 雙軸 開(kāi)縫 雙向強(qiáng)化效應(yīng) 復(fù)合材料層合板 沖擊 剩余強(qiáng)度 逐漸損傷

【摘要】：復(fù)合材料層合板在制造和使用過(guò)程中會(huì)遇到低速?zèng)_擊,受到?jīng)_擊后其內(nèi)部很容易出現(xiàn)損傷,這些內(nèi)部損傷會(huì)使結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能?chē)?yán)重退化,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載能力大大降低,甚至直接引起事故。樹(shù)脂基復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣,而發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣在工作狀態(tài)下,不僅承受由氣體負(fù)荷和安裝預(yù)緊力引起的軸向力和周向力作用,還承受由發(fā)動(dòng)機(jī)離心力引起的徑向力作用。因此,對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的低速?zèng)_擊和雙軸剩余強(qiáng)度進(jìn)行研究具有重要的理論意義和工程價(jià)值。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.基于Hertz接觸定律、虛位移原理以及損傷等效原理,推導(dǎo)了層合板結(jié)構(gòu)受沖擊載荷及沖擊后雙軸載荷作用下的逐漸損傷應(yīng)力分析有限元列式,建立了一種復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)在沖擊及沖擊后雙軸載荷下的逐漸損傷破壞和剩余強(qiáng)度全程分析方法�；谒⒌姆椒ê虯NSYS有限元商用軟件平臺(tái),開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的分析軟件。2.提出了一種雙臂開(kāi)縫的層合板十字架試驗(yàn)件設(shè)計(jì)方案。試驗(yàn)結(jié)果表明雙臂開(kāi)縫的十字架試驗(yàn)件,能夠很好地保證雙軸拉伸載荷下層合板破壞區(qū)域發(fā)生在試驗(yàn)件中心區(qū)域,從而保證雙軸拉伸試驗(yàn)結(jié)果的有效性。3.針對(duì)T300/QY8911復(fù)合材料十字架進(jìn)行了沖擊損傷和雙軸拉伸剩余強(qiáng)度的試驗(yàn)研究和數(shù)值分析。試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值分析表明:10J、15J、20J三種沖擊能量下數(shù)值分析預(yù)測(cè)的損傷面積與試驗(yàn)得到的沖擊損傷面積結(jié)果相比,誤差小于10%;含10J、15J、20J三種能量沖擊后層合板雙軸拉伸剩余強(qiáng)度數(shù)值分析預(yù)測(cè)與試驗(yàn)結(jié)果相比,誤差小于9%,且數(shù)值分析結(jié)構(gòu)破壞形式與試驗(yàn)的破壞形式比較吻合。結(jié)果表明本文所建立的逐漸損傷破壞和剩余強(qiáng)度全程分析方法是有效的。4.對(duì)含沖擊損傷的復(fù)合材料層合板的單軸剩余強(qiáng)度和雙軸剩余強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)值分析比較,得出層合板的雙軸拉伸剩余強(qiáng)度存在雙向強(qiáng)化效應(yīng)。5.采用本文提出的剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)分析方法,研究了在雙軸載荷作用下沖擊能量和鋪層數(shù)對(duì)復(fù)合材料十字架剩余強(qiáng)度的影響規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：雙軸 開(kāi)縫 雙向強(qiáng)化效應(yīng) 復(fù)合材料層合板 沖擊 剩余強(qiáng)度 逐漸損傷
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 選題背景、研究的目的和意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 樹(shù)脂基復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊試驗(yàn)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 樹(shù)脂基復(fù)合材料層合板雙向加載的力學(xué)行為研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 復(fù)合材料層合板沖擊和雙向加載強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 雙軸加載實(shí)驗(yàn)研究17-20
• 1.3 目前存在的問(wèn)題20
• 1.4 本文的主要研究工作20-22
• 第二章 復(fù)合材料層合板沖擊損傷及雙軸載荷下的剩余強(qiáng)度全程分析方法22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 沖擊損傷預(yù)測(cè)方法22-28
• 2.2.1 沖擊損傷應(yīng)力分析22-27
• 2.2.2 沖擊損傷失效準(zhǔn)則27
• 2.2.3 沖擊損傷材料參數(shù)退化方式27-28
• 2.3 含沖擊損傷層合板雙向載荷下剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法28-31
• 2.3.1 含沖擊損傷層合板在雙向載荷下的應(yīng)力分析28-29
• 2.3.2 雙向載荷下的失效準(zhǔn)則29-30
• 2.3.3 雙向載荷作用下的材料參數(shù)退化方式30-31
• 2.4 層合結(jié)構(gòu)沖擊損傷及其在雙向載荷作用下剩余強(qiáng)度全程分析的程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 復(fù)合材料層合板沖擊試驗(yàn)與數(shù)值分析研究35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 沖擊試驗(yàn)及其試驗(yàn)設(shè)備35-37
• 3.2.1 試驗(yàn)件尺寸及其安排35-36
• 3.2.2 沖擊試驗(yàn)設(shè)備及夾具36-37
• 3.3 復(fù)合材料十字架沖擊損傷檢測(cè)與結(jié)果分析37-40
• 3.3.1 目視檢測(cè)37-39
• 3.3.2 X射線檢測(cè)39-40
• 3.4 復(fù)合材料十字架沖擊損傷失效分析40-44
• 3.4.1 沖擊損傷面積的實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比分析40-42
• 3.4.2 復(fù)合材料層合板各鋪層的沖擊損傷失效分析42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 層合板沖擊后雙軸剩余強(qiáng)度試驗(yàn)與數(shù)值分析研究46-66
• 4.1 引言46
• 4.2 雙向拉伸試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)件的設(shè)計(jì)46-50
• 4.2.1 雙向拉伸試驗(yàn)設(shè)備46-47
• 4.2.2 雙向加載試驗(yàn)件的設(shè)計(jì)47-50
• 4.3 含沖擊損傷的復(fù)合材料十字架雙向拉伸剩余強(qiáng)度試驗(yàn)與結(jié)果分析50-54
• 4.3.1 復(fù)合材料十字架雙向拉伸剩余強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析50-52
• 4.3.2 預(yù)測(cè)剩余強(qiáng)度值與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比52-54
• 4.4 含沖擊損傷的復(fù)合材料十字架雙向拉伸剩余強(qiáng)度的損傷分析54-57
• 4.4.1 復(fù)合材料十字架有限元模型54
• 4.4.2 含沖擊損傷復(fù)合材料十字架在雙向拉伸載荷作用下的逐漸損傷失效分析54-57
• 4.5 含沖擊損傷的復(fù)合材料十字架斷口分析57-60
• 4.5.1 復(fù)合材料十字架斷口形狀與分析57-59
• 4.5.2 預(yù)測(cè)斷口形式與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比59-60
• 4.6 沖擊能量和層合板鋪層數(shù)對(duì)十字架雙向拉伸剩余強(qiáng)度的影響60-62
• 4.6.1 沖擊能量對(duì)十字架雙向拉伸剩余強(qiáng)度的影響60-61
• 4.6.2 層合板鋪層數(shù)對(duì)十字架雙向拉伸剩余強(qiáng)度的影響61-62
• 4.7 含沖擊損傷復(fù)合材料十字架在雙向拉伸載荷作用下的雙向強(qiáng)化效應(yīng)62-64
• 4.8 本章小結(jié)64-66
• 第五章 全文總結(jié)與展望66-68
• 5.1 本文工作總結(jié)66-67
• 5.2 研究展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 附錄73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：926047