復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,由于某些結(jié)構(gòu)設(shè)計上的需要,比如設(shè)備安裝、管道通過等,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行開口處理一直難以避免。與傳統(tǒng)的金屬材料不同,開口會使復(fù)合材料鋪層中的纖維被切斷,形成開口邊緣的高應(yīng)力區(qū)。同時復(fù)合材料的各向異性又會使得承載時開口區(qū)域產(chǎn)生邊緣效應(yīng),這將大大削弱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與靜強(qiáng)度,導(dǎo)致開口邊緣局部提前破壞,直接影響其使用的安全性,所以對結(jié)構(gòu)開口補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的研究則顯得尤為重要。本文以航空結(jié)構(gòu)復(fù)合材料構(gòu)件中的受壓層合板為研究對象,主要研究內(nèi)容如下:首先對于國內(nèi)外關(guān)于復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)開口補(bǔ)強(qiáng)方式進(jìn)行了調(diào)研分析,將結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和靜強(qiáng)度作為根據(jù),針對圓形開口對碳纖維復(fù)合材料層合板力學(xué)性能的削弱提出了金屬板補(bǔ)強(qiáng)和Z-pin補(bǔ)強(qiáng)兩種補(bǔ)強(qiáng)方案。然后對于金屬板補(bǔ)強(qiáng)和Z-pin補(bǔ)強(qiáng)方案中所涉及到的試驗件,開展了開口層合板的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗,得到結(jié)構(gòu)的屈曲載荷、破壞載荷以及應(yīng)變和載荷的變化曲線,同時通過三維DIC數(shù)字散斑技術(shù)得到試驗件的全場應(yīng)變變化,并從結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分布以及穩(wěn)定性承載能力等方面分別評價了兩種補(bǔ)強(qiáng)方案的補(bǔ)強(qiáng)效果和補(bǔ)強(qiáng)效率。最后通過Solidworks建立了金屬板補(bǔ)強(qiáng)方案中的實...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景
        1.1.1 復(fù)合材料概述
        1.1.2 復(fù)合材料開口研究的工程背景
    1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 金屬板補(bǔ)強(qiáng)試驗驗證與評價
    2.1 試驗設(shè)備與試驗方法
        2.1.1 試驗方法及試驗夾具
        2.1.2 試驗設(shè)備及試驗前期準(zhǔn)備工作
    2.2 方形金屬板補(bǔ)強(qiáng)試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
    2.3 圓形金屬板補(bǔ)強(qiáng)試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
    2.4 無補(bǔ)強(qiáng)試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
    2.5 補(bǔ)強(qiáng)效果評價
        2.5.1 試驗件補(bǔ)強(qiáng)效果評估
        2.5.2 試驗件補(bǔ)強(qiáng)效率評估
    2.6 本章小結(jié)
第3章 Z-pin補(bǔ)強(qiáng)試驗驗證與評價
    3.1 試驗設(shè)備與試驗方法
        3.1.1 試驗方法及試驗夾具
        3.1.2 試驗設(shè)備及試驗前期準(zhǔn)備工作
    3.2 單開口無Z-pin補(bǔ)強(qiáng)試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
    3.3 單開口有Z-pin補(bǔ)強(qiáng)試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
    3.4 雙開口無Z-pin補(bǔ)強(qiáng)試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
    3.5 雙開口有Z-pin補(bǔ)強(qiáng)試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
    3.6 補(bǔ)強(qiáng)效果評價
    3.7 本章小結(jié)
第4章 金屬板補(bǔ)強(qiáng)方案有限元模擬
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合材料層合板的應(yīng)力分析
        4.2.1 損傷觸發(fā)和演化準(zhǔn)則
        4.2.2 損傷演化模型
        4.2.3 UMAT材料子程序
    4.3 有限元模擬
        4.3.1 模型的建立與計算
        4.3.2 方形金屬板補(bǔ)強(qiáng)模型的計算結(jié)果及結(jié)果分析
        4.3.3 圓形金屬板補(bǔ)強(qiáng)模型的計算結(jié)果及結(jié)果分析
        4.3.4 未補(bǔ)強(qiáng)模型的計算結(jié)果及結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3807135