本文關鍵詞：復合材料蜂窩夾芯板力學性能及穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在當今航空工業(yè)追求環(huán)保效率的總環(huán)境下,結構減重作為永恒目標一直沒有變。蜂窩夾芯結構基于其較高的比剛度比強度廣泛應用于飛機的外部承力結構及內飾結構中。結構減重過程中給復合材料蜂窩夾芯結構帶來的不同面板鋪層、不同芯層高度配比而體現(xiàn)出來的力學性能及穩(wěn)定性表現(xiàn)往往值得關注;在遭受極端載荷下復材夾芯結構的破壞模式往往難以預測,這些都是工程師們致力于解決的問題,夾芯結構的力學性能研究、針對蜂窩夾芯航空結構件的穩(wěn)定性研究及極端載荷下破壞模式分析就顯得至關重要。本文以復合材料面板蜂窩夾芯結構為研究對象,對夾芯板的三點彎力學性能進行試驗及仿真分析,并對復合材料蜂窩夾芯壁板剪切穩(wěn)定性進行仿真及試驗研究。針對不同彎曲取向,不同面板厚度的短梁結構蜂窩夾芯板進行三點彎性能仿真及試驗研究,建立試驗件連續(xù)芯層非線性有限元模型,從破壞模式、極限載荷與總體承載響應三個方面驗證了仿真模型有效性。獲得彎曲取向、面板厚度對蜂窩夾芯板三點彎極限載荷、失效模式、性能演變的影響規(guī)律,薄面板易發(fā)生蜂窩壓塌繼而面板折斷的失效模式,厚面板蜂窩夾芯則是蜂窩剪切破壞。根據(jù)破壞模式篩選測得芯層等效剪切剛度及強度。推導出三點彎情況下面板與芯層剪力分配關系,結果表明,面板剪力分配系數(shù)隨芯層與面板的高厚降低而冪級數(shù)增長,當高厚比大于10,面板剪力分配系數(shù)在5%以內。針對不同面板鋪層、不同芯層高度對蜂窩夾芯壁板穩(wěn)定性影響,設計了一套滿足要求的加載裝置對蜂窩夾芯壁板剪切載荷作用下進行仿真和試驗研究。分析不同面板鋪層、不同芯材厚度的蜂窩夾芯壁板分別在剪切作用下的臨界屈曲載荷及失效模式。結果表明芯層高度越高、面板鋪層越厚,壁板屈曲載荷越大,在一定范圍內,提高芯層高度比增加鋪層更有效率。芯層高度改變能顯著改變蜂窩夾芯壁板的后屈曲特性及后續(xù)破壞模式,薄芯層設計偏于保守,厚芯層設計需要兼顧面板強度限制。
【關鍵詞】：復合材料尾翼 蜂窩夾芯板 三點彎性能 穩(wěn)定性 破壞模式
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V414
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義9-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文的主要研究內容16-17
• 第2章 復合材料蜂窩夾芯板相關力學基礎17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 相關復合材料結構力學基礎17-20
• 2.2.1 正交各向異性單層板及其層合板的剛度與強度17-19
• 2.2.2 三明治模型芯層等效彈性參數(shù)19-20
• 2.3 蜂窩夾芯結構的屈曲20-24
• 2.3.1 蜂窩夾芯結構穩(wěn)定性概述20-22
• 2.3.2 蜂窩夾芯結構屈曲載荷計算22-24
• 2.4 本章小結24-25
• 第3章 復合材料蜂窩夾芯板彎曲性能分析25-41
• 3.1 剪力分配分析25-28
• 3.2 試驗設備及試樣概述28-30
• 3.3 試驗過程及結果分析30-35
• 3.3.1 極限載荷30-31
• 3.3.2 試驗過程與破壞模式31-35
• 3.4 夾芯剪切強度與剪切模量計算35-37
• 3.5 仿真試驗結果對比37-39
• 3.5.1 有限元模型建立37-38
• 3.5.2 變形形態(tài)與總體承載響應38-39
• 3.6 本章小結39-41
• 第4章 夾芯壁板穩(wěn)定性試驗與仿真研究41-67
• 4.1 引言41
• 4.2 試驗設計41-44
• 4.2.1 試驗模型介紹41-42
• 4.2.2 試驗設備及模型承載狀態(tài)42-43
• 4.2.3 剪切試驗件應變、位移測點布置43-44
• 4.3 壁板穩(wěn)定性承載特性仿真分析44-47
• 4.4 蜂窩夾芯壁板剪切試驗結果處理與分析47-58
• 4.4.1 極限載荷48-49
• 4.4.2 試驗結果處理分析49-56
• 4.4.3 仿真與試驗數(shù)據(jù)對比56-58
• 4.5 破壞模式分析58-64
• 4.5.1 SA6 類壁板破壞模式分析58-60
• 4.5.2 SA8 類壁板破壞模式分析60-62
• 4.5.3 SB6 類壁板破壞模式分析62-63
• 4.5.4 SB8 類壁板破壞模式分析63-64
• 4.6 試驗結果對比評價64-66
• 4.7 本章小結66-67
• 結論67-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果73-75
• 致謝75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 白瑞祥,陳浩然,蘇長健;考慮面板和心體剪切效應的復合材料夾層板穩(wěn)定性的有限元分析[J];玻璃鋼/復合材料;1999年05期

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  本文關鍵詞：復合材料蜂窩夾芯板力學性能及穩(wěn)定性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：451727