發(fā)布時間：2017-12-11 20:14

  本文關(guān)鍵詞：雷擊對復合材料結(jié)構(gòu)的力學和電熱性能影響分析

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【摘要】：復合材料在民機上的使用,提高了整體性能,并且降低了航空公司的運營成本。然而由于復合材料的低電導率,使其在遭受雷擊過程中不能很快地將雷擊大電流分流,形成電阻熱高溫,嚴重燒蝕材料,同時高溫所產(chǎn)生的高熱應力也會對材料產(chǎn)生損傷。雷擊損傷也會對材料強度產(chǎn)生影響。本文對雷擊的電熱效應和熱應力進行仿真研究,并對損傷后的剩余強度進行分析,為雷擊防護維修提供參考。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)通過ABAQUS仿真模擬了復合材料的雷擊電熱效應。分析得到,溫度場分布受到鋪層方向控制,同時還受到相鄰層熱傳導的影響。雷擊電能主要集中在雷擊初期,導致復合材料高溫損傷主要在雷擊初期造成。(2)仿真模擬分析了雷擊電流和材料性能對損傷的影響。結(jié)果表明材料導電率越大,越有利于損傷在鋪層內(nèi)的擴展,損傷深度變小。導熱率、比熱和層合板尺寸對雷擊損傷的影響很小,可忽略不計。(3)采用電熱力順序耦合模型,對雷擊過程中所產(chǎn)生的熱應力進行分析研究。其熱應力水平達到226.9MPa,足以對材料產(chǎn)生破壞損傷,所以在雷擊損傷研究中考慮其熱應力影響是必要的。(4)提出了采用Tsai-Wu和Hashin失效準則結(jié)合的方式判定材料損傷,并通過二次開發(fā)予以實現(xiàn)。對雷擊損傷模型的剩余強度分析得到,雷擊損傷對復合材料的拉伸性能有很大影響,大約降低了其6.67%的拉伸強度;而雷擊損傷對其壓縮性能的影響很小,只造成了大約1.64%的壓縮強度衰減。
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V214.8

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本文編號：1279768