【摘要】：纖維金屬加筋壁板作為一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件,在航天航空等諸多工程領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,壁板結(jié)構(gòu)會(huì)受到外加載荷的影響,疲勞損傷和屈曲失穩(wěn)是最常出現(xiàn)的失效形式。為確保民機(jī)纖維金屬加筋壁板構(gòu)件的安全使用,工程研發(fā)者需通過(guò)試驗(yàn)研究其失效特性并進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn),但試驗(yàn)方法的經(jīng)濟(jì)成本較高,可重復(fù)性差、周期長(zhǎng)。為了推動(dòng)纖維金屬加筋壁板更好的應(yīng)用,本文采用理論方法和有限元模擬方法對(duì)該壁板在軸向拉伸和壓縮載荷下的強(qiáng)度進(jìn)行探究分析,建立具有合理性和可行性的壁板強(qiáng)度預(yù)估方法。在理論分析中,通過(guò)從復(fù)合材料層板和鋁鋰合金焊接壁板的拉伸強(qiáng)度理論分析著手,依據(jù)復(fù)合材料力學(xué)中彈性模量混合律,建立了大型纖維金屬加筋壁板抗拉強(qiáng)度的理論預(yù)測(cè)公式,并驗(yàn)證了理論公式具有一定的準(zhǔn)確性;同時(shí)通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)極限載荷法進(jìn)行改進(jìn),推導(dǎo)了纖維金屬加筋壁板軸壓破壞強(qiáng)度理論預(yù)測(cè)公式,得到壁板極限承載載荷和壓縮強(qiáng)度預(yù)估值,并與壓縮試驗(yàn)結(jié)果比較可知,理論預(yù)測(cè)值比試驗(yàn)值小2.92%。通過(guò)ABAQUS有限元軟件對(duì)纖維金屬加筋壁板進(jìn)行軸壓仿真分析,得到屈曲損傷載荷和整體破壞載荷,對(duì)比可知,該纖維金屬加筋壁板發(fā)生局部屈曲后依然有很大的承載能力,具有很大的后屈曲承載空間,通過(guò)輸出失效云圖觀察到壁板結(jié)構(gòu)的軸壓損傷形式主要是長(zhǎng)桁間蒙皮的部分屈曲、局部長(zhǎng)桁屈曲以及整體壁板失穩(wěn)破壞。同時(shí)對(duì)壁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拉載模擬分析,將模擬結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,相對(duì)偏差較小,且輸出的應(yīng)力云圖可以觀察到壁板的高應(yīng)力區(qū),顯示其失效過(guò)程,在今后新結(jié)構(gòu)的預(yù)研階段,可以應(yīng)用有限元模擬替代飛機(jī)壁板大型結(jié)構(gòu)件拉伸試驗(yàn),減少預(yù)研的周期和成本,使試驗(yàn)的效率得到提高。此外,本文詳細(xì)探討了長(zhǎng)桁高度、厚度、數(shù)量對(duì)纖維金屬加筋壁板軸壓極限破壞強(qiáng)度的影響,通過(guò)綜合考慮材料利用率和經(jīng)濟(jì)成本后根據(jù)曲線走勢(shì)分析,提供了壁板長(zhǎng)桁結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V215
【圖文】：

C919總裝

第 1 章 緒論1.1 課題研究背景和意義一個(gè)國(guó)家的強(qiáng)大需要有航空領(lǐng)域的自主性與高水平，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展也需要有高新技術(shù)的支持[1]。2015 年 11 月 2 日，國(guó)產(chǎn)大型商用客機(jī) C919 正式完成總裝下線（圖 1-1、圖 1-2），C919 大型商用客機(jī)的研制成功不僅是我國(guó)建設(shè)新型創(chuàng)新型國(guó)家與核心競(jìng)爭(zhēng)力戰(zhàn)略決策的重要體現(xiàn)，同時(shí)意味著我國(guó)航空航天科技發(fā)展已步入了國(guó)際前列。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2722046