發(fā)布時間：2021-07-06 05:23

　　復合材料層合板是組成航空航天結(jié)構(gòu)的主要部件,但抗沖擊損傷性能差。因此,分析和預測復合材料結(jié)構(gòu)件的動態(tài)特性對航空器的飛行安全具有重要意義。飛行器在飛行過程中可能產(chǎn)生連續(xù)沖擊,如冰雹和鳥擊等,若復合材料結(jié)構(gòu)已存在基體裂紋和分層損傷,則受沖擊時會嚴重影響飛行安全。因此深入研究含損傷的復合材料層合結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性具有重要意義。復合材料擴展逐層方法能夠研究同時含多處基體裂紋和分層損傷問題,本文將擴展逐層方法擴展應(yīng)用到復合材料層合結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性分析中,研究了含損傷復合材料層合板的自由振動問題、瞬態(tài)響應(yīng)問題以及低速沖擊問題。將質(zhì)量矩陣、Newmark法、Hertz接觸律以及漸進損傷理論依次引入到擴展逐層方法（Extended Layerwise Method,XLWM）中,建立了含損傷的復合材料層合板的自由振動,瞬態(tài)響應(yīng)和低速沖擊分析模型。通過數(shù)值算例和文獻與三維實體元模型結(jié)果對比,驗證了XLWM分析復合材料層合結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的正確性和精確性。同時,基于XLWM計算了裂紋對自由振動、瞬態(tài)響應(yīng)和低速沖擊響應(yīng)的影響,分層對瞬態(tài)響應(yīng)分析的影響。研究結(jié)果表明:裂紋和分層會使復合材料層合板的剛度降低,對自由振動、... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 復合材料層合結(jié)構(gòu)自由振動和瞬態(tài)響應(yīng)分析方法
    1.3 復合材料層合結(jié)構(gòu)低速沖擊分析方法
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 復合材料層合板擴展逐層方法
    2.1 位移假設(shè)模式
        2.1.1 厚度方向上位移插值
        2.1.2 面內(nèi)位移插值
    2.2 Hamilton原理
        2.2.1 剛度矩陣
        2.2.2 質(zhì)量矩陣
        2.2.3 靜力學問題控制方程
    2.3 本章小結(jié)
第三章 復合材料層合板結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性分析
    3.1 動態(tài)特性分析方法
        3.1.1 動力學問題控制方程
        3.1.2 Newmark直接積分法
    3.2 自由振動數(shù)值算例
        3.2.1 無損傷復合材料層合板
        3.2.2 含橫向裂紋復合材料層合板
    3.3 瞬態(tài)響應(yīng)數(shù)值算例
        3.3.1 無損傷復合材料層合板
        3.3.2 含橫向裂紋的復合材料層合板
        3.3.3 含分層損傷的復合材料層合板
        3.3.4 含橫向裂紋和分層損傷的矩形復合材料層合板
    3.4 本章小結(jié)
第四章 復合材料層合板低速沖擊響應(yīng)
    4.1 低速沖擊分析方法
        4.1.1 基于Hertz接觸律的低速沖擊接觸力
        4.1.2 損傷起始準則
        4.1.3 損傷模型本構(gòu)關(guān)系
        4.1.4 剛度退化準則
    4.2 不考慮漸進損傷數(shù)值算例
        4.2.1 無基體裂紋的復合材料板
        4.2.2 含基體裂紋的復合材料板
    4.3 考慮漸進損傷數(shù)值算例
        4.3.1 考慮和不考慮漸進損傷模型對比
        4.3.2 含基體裂紋的復合材料板
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3267618