復(fù)合材料加筋板是工程中一種常用結(jié)構(gòu),在其軸向壓縮失效過程中伴隨著纖維、基體、膠層的交替破壞,失效形式較為復(fù)雜。為保證結(jié)構(gòu)的使用安全,需要對加筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行多失效模式耦合可靠性分析和極限承載能力可靠性分析。因而,如何準(zhǔn)確識判定各失效模式對結(jié)構(gòu)可靠性的影響以及提高結(jié)構(gòu)可靠性分析的效率是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域需要解決的問題之一。1)漸進(jìn)失效分析針對復(fù)合材料加筋板壓縮過程中材料剛度退化,基體、纖維、膠層交替破壞的多失效模式耦合問題,采用含有界面單元的殼-固耦合模型,以abaqus軟件為設(shè)計平臺,通過編寫含有漸進(jìn)失效分析的用戶子程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)壓縮性能的計算。通過對比,計算結(jié)果同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合良好,表明了所建模型的合理性。2)多失效模式耦合可靠性分析采用Hashin失效準(zhǔn)則與Quads失效準(zhǔn)則建立極限狀態(tài)方程,由一次二階距方法分別對加筋板的各單一失效模式和多失效模式耦合兩種情況進(jìn)行可靠性分析,并對影響結(jié)構(gòu)壓縮性能的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明:材料的橫向彈性模量和縱向彈性模量對加筋板可靠性影響較大,而材料的各面內(nèi)剪切模量等參數(shù)對加筋板可靠性影響則相對較小。3)極限承載能力可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計通過分析影響加筋板... 

【文章來源】：沈陽航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

漸進(jìn)失效分析流程圖

10Ⅰ型裂紋 Ⅱ型裂紋 Ⅲ型裂紋圖2.2 典型裂紋類型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型分層所對應(yīng)的分層前緣的能量釋放率分別為 G 、 G 、 G ，各型裂紋可單獨(dú)擴(kuò)展也可混合發(fā)生。其擴(kuò)展準(zhǔn)則如式（2.8）和式（2.9）所示：單一模式CGG ，CGG ，CGG (2.8)混合模式[60]1n pCCmCGGGGGG(2.9)式中CG 、CG 、CG 為在單一模式下，由實(shí)驗(yàn)測定的各型裂紋能量擴(kuò)展釋放率的臨界值。系數(shù) m 、 p 、 n 為擬合系數(shù)，通常都取相同值。在文獻(xiàn)[61]中，Reeder 將其取為m n p 1。虛擬裂紋閉合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料板損傷斷裂的應(yīng)變能釋放率的計算。假設(shè)①初始裂紋的大小為a，擴(kuò)展到 a a所釋放的能量 E 與將此裂紋閉合所需的能量相等。②在裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展到 a 2 a時

沈陽航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.3 裂紋擴(kuò)展示意圖2.2.2 界面單元Cohesive 單元是一種模擬復(fù)合材料分層的有限元實(shí)體單元，廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分層和破壞研究。該單元將應(yīng)力與分離距離引入斷裂機(jī)制，傳遞被連接解結(jié)構(gòu)的全部應(yīng)力，認(rèn)為隨著分離距離的增大，內(nèi)聚力逐漸增至最大值后發(fā)生損傷。本文采用 Quads[62]準(zhǔn)則用來判別蒙皮與筋條的脫粘情況。并假設(shè)膠層為各向同性材料，即筋條與蒙皮不發(fā)生除蒙皮法向以外位移。Quads 失效準(zhǔn)則公式如下。223213233 TCCCcXSSF （2.11）式中：TCX 、CS 分別為界面拉伸、剪切強(qiáng)度，33 、13 、23 為有效應(yīng)力 的分量。由于界面在承受壓縮載荷時不會發(fā)生脫粘，故可引入下列運(yùn)算符： ，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]航空復(fù)合材料加筋板壓縮屈曲及后屈曲性能[J]. 馮宇,何宇廷,邵青,高潮.  航空動力學(xué)報. 2014(12)
[2]基于合理子域的改進(jìn)響應(yīng)面方法[J]. 趙維濤,邱志平.  力學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[3]復(fù)合材料整體加筋板軸壓后屈曲失效表征[J]. 孔斌,葉強(qiáng),陳普會,柴亞南.  復(fù)合材料學(xué)報. 2010(05)

碩士論文
[1]復(fù)合材料加筋板極限承載能力可靠性分析[D]. 劉煒華.沈陽航空航天大學(xué) 2016
[2]復(fù)合材料加筋板的屈曲后屈曲分析及承載能力研究[D]. 劉從玉.南京航空航天大學(xué) 2009



本文編號：2953841