FRP復合材料蜂窩結構面外受壓時局部屈曲顯式分析
發(fā)布時間:2020-12-19 20:58
復合材料蜂窩結構(Composite Honeycomb Structures)是一種用途非常廣泛的新型材料,它具有比重小,相對高的彎曲剛度,具有良好的吸能及隔熱、隔聲性能等諸多特點。在航空領域,蜂窩材料是夾層板芯層的首選材料。蜂窩結構的材料還廣泛應用于汽車以及土木工程領域,典型的三明治結構就是在兩塊面板之間用較輕的蜂窩夾芯分隔開。纖維增強樹脂復合材料蜂窩結構(FRP Honeycombs)在承受面外載荷時,通常會在達到材料強度破壞之前發(fā)生局部屈曲。然而由于蜂窩結構的幾何性質較為復雜且具有自重復的特性,FRP蜂窩結構局部屈曲性能的理論分析較少。本文運用瑞利-里茨法和離散板理論對FRP蜂窩結構的局部屈曲問題進行了深入研究,推導出復合材料板連接處的旋轉約束剛度新公式,運用旋轉約束剛度新公式對FRP蜂窩結構進行局部屈曲分析,獲得了計算FRP蜂窩結構局部屈曲臨界載荷的顯式表達式,為FRP蜂窩結構面外受壓時的局部屈曲前設計提供了理論依據(jù)。本文研究的具體內容如下:(1)基于金屬材料的結構穩(wěn)定性理論,推導出正交各向異性薄壁型材各板連接處的旋轉約束剛度近似表達式。將新公式首先運用于箱型結構的屈曲分析,...
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 概述
1.1.1 復合材料蜂窩結構概論
1.1.2 復合材料蜂窩結構的特點
1.1.3 復合材料蜂窩結構在橋梁上的應用
1.2 國內外研究進展和現(xiàn)狀
1.3 選題的目的和意義
1.4 本文主要研究內容
第二章 正交各向異性蜂窩夾芯的穩(wěn)定性分析理論
2.1 正交各向異性夾層板的理論
2.1.1 正交各向異性夾層板的基本方程
2.1.2 正交各向異性蜂窩夾芯的夾層板
2.2 經(jīng)典層合板理論
2.2.1 層合板的基本假設
2.2.2 層合板的應力和應變關系
2.2.3 層合板的合力及合力矩
2.3 正交各向異性板小撓度屈曲理論
2.3.1 復合材料薄板屈曲的基本概念
2.3.2 正交各向異性板小撓度屈曲控制方程
2.4 本章小結
第三章 旋轉約束下正交各向異性板局部屈曲研究
3.1 離散板分析方法
3.2 FRP箱型結構的局部屈曲分析
3.2.1 瑞利-里茨法
3.2.2 旋轉約束板局部屈曲公式的推導
3.3 旋轉約束剛度的理論推導
2-α 為負的正交各向異性材料"> 3.3.1 u2-α 為負的正交各向異性材料
2-α 為正的正交各向異性材料"> 3.3.2 u2-α 為正的正交各向異性材料
3.4 參數(shù)研究
3.4.1 材料屬性的參數(shù)研究
3.4.2 截面屬性的參數(shù)研究
3.4.3 箱型結構縱橫比的參數(shù)研究
3.5 本章小結
第四章 FRP蜂窩結構局部屈曲分析
4.1 FRP蜂窩結構各面板連接處旋轉約束剛度的計算
4.1.1 疊加原理計算第一類六邊形蜂窩結構旋轉約束剛度的可行性研究
4.1.2 第二類六邊形蜂窩結構的局部屈曲研究
4.2 三種等壁厚FRP蜂窩結構局部屈曲分析
4.2.1 六邊形蜂窩結構局部屈曲的參數(shù)研究
4.2.2 矩形蜂窩結構局部屈曲的參數(shù)研究
4.2.3 三角形蜂窩結構局部屈曲的參數(shù)研究
4.3 三種不等壁厚FRP蜂窩結構局部屈曲分析
4.3.1 不等壁厚六邊形蜂窩結構
4.3.2 不等壁厚矩形蜂窩結構
4.3.3 不等壁厚三角形蜂窩結構
4.4 FRP蜂窩結構局部屈曲設計步驟
4.5 本章小結
第五章 全文總結
5.1 全文總結
5.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]復合材料蜂窩夾層結構的總體穩(wěn)定性研究[J]. 杜正興,薛應舉,劉洪權. 強度與環(huán)境. 2014(04)
[2]復合材料型材腹板局部屈曲分析[J]. 劉慶輝,喬丕忠,徐吉峰,陸孜子. 力學季刊. 2013(04)
[3]蜂窩夾芯結構吸波性能的有限元計算分析[J]. 邱克鵬,吳晨,張衛(wèi)紅. 中國科學:物理學 力學 天文學. 2013(09)
[4]復合材料格柵結構穩(wěn)定性與優(yōu)化分析[J]. 陳書華,劉勇瓊,劉建超. 宇航材料工藝. 2012(03)
[5]基于有限元法的蜂窩夾層結構穩(wěn)定性研究[J]. 張鐵亮,丁運亮,金海波. 復合材料學報. 2012(03)
[6]垂直載荷作用下蜂窩紙板的非線性屈曲分析[J]. 曾廣勝,江太君,劉躍軍,陳挺. 包裝學報. 2010(01)
[7]蜂窩芯體材料面外等效彈性模量預測與分析[J]. 趙劍,謝宗蕻,安學峰,張明,劉剛,馬宏毅. 航空材料學報. 2008(04)
[8]GFRP橋面板在公路橋梁上的應用[J]. 蘇明. 內蒙古公路與運輸. 2007(03)
[9]幾種纖維增強塑料復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 張伏,楊欣,佟金. 華中農(nóng)業(yè)大學學報. 2005(S1)
[10]蜂窩夾芯板的熱學與力學特性分析[J]. 唐羽燁,薛明德. 復合材料學報. 2005(02)
本文編號:2926564
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 概述
1.1.1 復合材料蜂窩結構概論
1.1.2 復合材料蜂窩結構的特點
1.1.3 復合材料蜂窩結構在橋梁上的應用
1.2 國內外研究進展和現(xiàn)狀
1.3 選題的目的和意義
1.4 本文主要研究內容
第二章 正交各向異性蜂窩夾芯的穩(wěn)定性分析理論
2.1 正交各向異性夾層板的理論
2.1.1 正交各向異性夾層板的基本方程
2.1.2 正交各向異性蜂窩夾芯的夾層板
2.2 經(jīng)典層合板理論
2.2.1 層合板的基本假設
2.2.2 層合板的應力和應變關系
2.2.3 層合板的合力及合力矩
2.3 正交各向異性板小撓度屈曲理論
2.3.1 復合材料薄板屈曲的基本概念
2.3.2 正交各向異性板小撓度屈曲控制方程
2.4 本章小結
第三章 旋轉約束下正交各向異性板局部屈曲研究
3.1 離散板分析方法
3.2 FRP箱型結構的局部屈曲分析
3.2.1 瑞利-里茨法
3.2.2 旋轉約束板局部屈曲公式的推導
3.3 旋轉約束剛度的理論推導
2-α 為負的正交各向異性材料"> 3.3.1 u2-α 為負的正交各向異性材料
2-α 為正的正交各向異性材料"> 3.3.2 u2-α 為正的正交各向異性材料
3.4 參數(shù)研究
3.4.1 材料屬性的參數(shù)研究
3.4.2 截面屬性的參數(shù)研究
3.4.3 箱型結構縱橫比的參數(shù)研究
3.5 本章小結
第四章 FRP蜂窩結構局部屈曲分析
4.1 FRP蜂窩結構各面板連接處旋轉約束剛度的計算
4.1.1 疊加原理計算第一類六邊形蜂窩結構旋轉約束剛度的可行性研究
4.1.2 第二類六邊形蜂窩結構的局部屈曲研究
4.2 三種等壁厚FRP蜂窩結構局部屈曲分析
4.2.1 六邊形蜂窩結構局部屈曲的參數(shù)研究
4.2.2 矩形蜂窩結構局部屈曲的參數(shù)研究
4.2.3 三角形蜂窩結構局部屈曲的參數(shù)研究
4.3 三種不等壁厚FRP蜂窩結構局部屈曲分析
4.3.1 不等壁厚六邊形蜂窩結構
4.3.2 不等壁厚矩形蜂窩結構
4.3.3 不等壁厚三角形蜂窩結構
4.4 FRP蜂窩結構局部屈曲設計步驟
4.5 本章小結
第五章 全文總結
5.1 全文總結
5.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]復合材料蜂窩夾層結構的總體穩(wěn)定性研究[J]. 杜正興,薛應舉,劉洪權. 強度與環(huán)境. 2014(04)
[2]復合材料型材腹板局部屈曲分析[J]. 劉慶輝,喬丕忠,徐吉峰,陸孜子. 力學季刊. 2013(04)
[3]蜂窩夾芯結構吸波性能的有限元計算分析[J]. 邱克鵬,吳晨,張衛(wèi)紅. 中國科學:物理學 力學 天文學. 2013(09)
[4]復合材料格柵結構穩(wěn)定性與優(yōu)化分析[J]. 陳書華,劉勇瓊,劉建超. 宇航材料工藝. 2012(03)
[5]基于有限元法的蜂窩夾層結構穩(wěn)定性研究[J]. 張鐵亮,丁運亮,金海波. 復合材料學報. 2012(03)
[6]垂直載荷作用下蜂窩紙板的非線性屈曲分析[J]. 曾廣勝,江太君,劉躍軍,陳挺. 包裝學報. 2010(01)
[7]蜂窩芯體材料面外等效彈性模量預測與分析[J]. 趙劍,謝宗蕻,安學峰,張明,劉剛,馬宏毅. 航空材料學報. 2008(04)
[8]GFRP橋面板在公路橋梁上的應用[J]. 蘇明. 內蒙古公路與運輸. 2007(03)
[9]幾種纖維增強塑料復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 張伏,楊欣,佟金. 華中農(nóng)業(yè)大學學報. 2005(S1)
[10]蜂窩夾芯板的熱學與力學特性分析[J]. 唐羽燁,薛明德. 復合材料學報. 2005(02)
本文編號:2926564
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