本文關鍵詞：聚氨酯夾芯板的制備和力學性能研究　出處：《哈爾濱工程大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 聚氨酯夾芯板 彎曲等效 屈曲 膠層缺陷 能量釋放率 拉脫 損傷演化

【摘要】：聚氨酯夾芯板結構是近年來發(fā)展很快的一種夾芯板結構,廣泛應用于船舶工業(yè)、航空航天、建筑等行業(yè)中。聚氨酯夾芯板結構是由兩層金屬或者復合纖維面板與聚氨酯基聚合物芯子組成。聚氨酯夾芯板結構中應用最廣泛的是聚氨酯彈性體夾芯板和聚氨酯泡沫夾芯板。聚氨酯夾芯板結構不僅具有強度高、制造加工方便、工業(yè)化程度高等特點,同時由于芯子的存在,使得結構還具有優(yōu)異的抵抗沖擊、振動和疲勞的性能、隔聲、隔熱等等好的優(yōu)點。但是從實際工程來看,對聚氨酯夾芯板結構的設計仍然存在許多困難,例如考慮膠層效應對結構性能的影響、膠層缺陷的損傷擴展、內部各部分損傷演化過程等,而國內對此研究還處于初始階段,相應的研究文獻也較少,因此對其深入研究具有重要的應用價值。本文從理論、實驗、數值方面研究了這兩種類型的聚氨酯夾芯板,包括考慮膠層效應的復合夾芯板的彎曲等效理論、含有初始膠層圓形缺陷的聚氨酯夾芯板屈曲性能,聚氨酯夾芯板預埋螺栓拉脫性能等等,具體研究內容如下:1、研究了聚氨酯彈性體和纖維增強復合面板的制備方法,開展了聚氨酯彈性體夾芯板和聚氨酯泡沫夾芯板兩種聚氨酯夾芯板的制備實驗,并對關鍵技術給出說明。同時開展了聚氨酯彈性體的基本力學性能實驗以及纖維增強復合面板的拉伸實驗,得到一些材料參數,為后續(xù)研究提供數據。2、基于夾芯板理論提出了一種考慮膠層效應的夾芯板彎曲等效方法,為實際工程中復合夾芯板的彎曲設計提供理論依據。在Reissner理論的基礎上,結合層合板理論,提出了一種考慮膠層效應的夾芯板的彎曲等效方法,此方法避免了復雜的參數推導,便于廣大工程技術人員理解和應用。在此等效方法的基礎上,對聚氨酯彈性體夾芯板結構在簡支條件下的彎曲撓度響應進行了計算和分析。3、針對實際工程中,膠層可能存在缺陷的問題,建立了帶膠層圓形缺陷的聚氨酯彈性體夾芯板的屈曲有限元模型,研究了圓形缺陷在屈曲過程中的損傷演化過程。(1)開展了無膠層缺陷的聚氨酯彈性體夾芯板的屈曲實驗,得到了聚氨酯彈性體夾芯板結構的破壞形式和臨界屈曲荷載,基于實驗結果建立了無膠層缺陷的聚氨酯彈性體夾芯板的數值模型,并驗證了其準確性。(2)開展了聚氨酯彈性體夾芯板的DCB實驗和SLB實驗,結合斷裂力學理論和虛擬裂紋閉合技術,得到了聚氨酯彈性體夾芯板面芯界面的應變能釋放率。(3)在此基礎上,建立了帶圓形膠層缺陷的聚氨酯彈性體夾芯板結構的屈曲數值模型,分析了膠層圓形缺陷對聚氨酯彈性體夾芯板結構屈曲性能的影響以及膠層的損傷演化過程。4、針對實際工程中,夾芯板結構內部破壞和損傷演化過程極其復雜的問題,開展了聚氨酯泡沫夾芯板預埋螺栓的拉脫實驗,并建立了數值模型,研究了聚氨酯泡沫夾芯板結構內部各部分的損傷演化過程。(1)開展了聚氨酯泡沫夾芯板預埋螺栓的拉脫實驗,得到了其在拉伸載荷下的宏觀破壞模式和失效載荷。(2)基于纖維增強復合面板的拉伸實驗結果建立了有限元模型,并編寫了其損傷UMAT子程序,分析了纖維增強復合面板的損傷演化過程。(3)基于聚氨酯泡沫夾芯板預埋螺栓的拉脫試驗結果,編寫了纖維增強復合面板損傷的UMAT子程序,采用XFEM擴展有限元方法定義聚氨酯泡沫材料的斷裂失效并結合膠層的內聚力方法建立了聚氨酯泡沫夾芯板預埋螺栓在拉伸載荷作用下的數值模型,該模型可以分析聚氨酯泡沫夾芯板結構拉脫破壞的起始、損傷演化以及最終的整體失效過程,揭示了整體結構的破壞機理�；诖四Ｐ�,研究了預埋件結構參數對聚氨酯泡沫夾芯板預埋螺栓拉伸強度和損傷擴展的影響,對預埋螺栓參數的優(yōu)化提出建議。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O342

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張向，許晶月;復合材料夾芯板組合單元有限元分析[J];鄭州大學學報(自然科學版);1995年01期

2 張媛,鄭百哲,李妮;蜂窩夾芯板的理論研究[J];北京工商大學學報(自然科學版);2001年04期

3 楊杰,沈惠申;復合材料層合夾芯板局部變形行為研究[J];工程力學;2002年01期

4 景麗;王廣飛;唐紹鋒;梁軍;;金屬蜂窩夾芯板輻射導熱耦合問題[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2010年05期

5 師俊平,莫宵依,陳宜亨;復合材料夾芯殼的振動分析[J];應用力學學報;1998年02期

6 李硯波;章少華;夏寶陽;;混凝土夾芯板滑移與變形的理論計算及分析[J];工程力學;2008年01期

7 劉仕杰;周全會;;聚苯乙烯泡沫夾芯板的火災危險性評析[J];中國西部科技;2008年24期

8 袁振圣;趙宏達;陳振茂;慈軍;盧天健;耿麗;;膠結波紋夾芯板水浸超聲相控陣檢測[J];應用力學學報;2014年03期

9 宋高偉;荊紅廣;;聚氨酯夾芯板變截面冷彎成型系統設計[J];科技風;2012年14期

10 ;新型墻體材料——華廈鋼絲網架夾芯板及其生產線[J];適用技術市場;1996年08期

相關會議論文 前10條

1 鄭瑾;張其林;;建筑用夾芯板研究新進展[A];首屆全國建筑結構技術交流會論文集[C];2006年

2 鄭瑾;張其林;;建筑用夾芯板研究綜述[A];第六屆全國現代結構工程學術研討會論文集[C];2006年

3 劉春川;李鳳明;;幾何非線性夾芯板結構的沖擊振動特性研究[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集與會議議程[C];2013年

4 蘇幼坡;徐悅;蘇靜萍;;混凝土夾芯板內力與變形分析[A];第六屆全國結構工程學術會議論文集（第二卷）[C];1997年

5 羅振彪;趙彤;戴自強;;新型預應力混凝土夾芯板的開發(fā)研究[A];第十屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅱ卷[C];2001年

6 ;金屬面夾芯板安裝及驗收規(guī)程(征求意見稿)[A];絕熱隔音材料輕質建筑板材新產品新技術論文集[C];2003年

7 ;金屬面夾芯板安裝及驗收規(guī)程 征求意見稿[A];2005年絕熱隔音材料輕質建筑板材新技術新產品論文集[C];2005年

8 ;金屬面夾芯板安裝及驗收規(guī)程 條文說明[A];2005年絕熱隔音材料輕質建筑板材新技術新產品論文集[C];2005年

9 徐悅;蘇幼坡;;預應力砼夾芯板正截面承載力分析[A];第七屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅱ卷）[C];1998年

10 查曉雄;秦培成;余敏;;金屬面夾芯板均布面荷載作用下撓度計算公式的研究[A];2008中國絕熱隔音材料協會年會論文集[C];2008年

相關重要報紙文章 前4條

1 文心;《建筑用金屬面絕熱夾芯板》國家標準即將問世[N];中國建材報;2008年

2 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部;地震災區(qū)過渡安置房建設技術導則（試行）[N];中國建設報;2008年

3 駐河南記者 秦軍艦;多功能彩鋼隔熱夾芯板復合流水線投產[N];中國建材報;2003年

4 袁正雄 鄒志超;決不讓安置點群眾第二次受災[N];人民公安報·消防周刊;2014年

相關博士學位論文 前9條

1 吳曄;聚氨酯夾芯板的制備和力學性能研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

2 王海忠;夾芯板的冷彎薄壁型鋼面層板在泡沫芯層支承下的屈曲性能研究[D];西安建筑科技大學;2001年

3 欒旭;金屬蜂窩夾芯板疲勞和沖擊力學性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

4 徐朝陽;木質復合蜂窩夾芯材料性能的研究[D];南京林業(yè)大學;2007年

5 田偉;夾芯紡織結構及其復合材料的研究[D];東華大學;2008年

6 宋濱娜;金屬泡沫鋁夾芯板的制備與力學性能研究[D];東北大學;2012年

7 孫直;碳纖維夾芯材料/結構界面破壞及界面增韌的多尺度研究[D];大連理工大學;2014年

8 李鑫;強動載荷作用下多孔金屬夾芯方板的動態(tài)力學行為研究[D];太原理工大學;2013年

9 胡昊灝;復合平板結構水下聲輻射預報方法研究[D];哈爾濱工程大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 亓歌;輕質復合材料點陣夾芯板的連接設計及性能表征[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

2 張利猛;復合材料蜂窩夾芯板力學性能及穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 周雪清;平面夾芯板統一理論及圓弧夾芯板抗彎性能分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 張曉浩;PVC泡沫浮板等的水庫防蒸發(fā)節(jié)水試驗及輕質復合夾芯板的研發(fā)[D];新疆農業(yè)大學;2015年

5 劉佳;泡沫鋁夾芯板的制備與力學性能研究[D];東北大學;2014年

6 陳博;PVC泡沫夾芯碳纖維/環(huán)氧樹脂夾芯板低速沖擊數值模擬[D];中北大學;2016年

7 劉曉峰;周期夾層板結構中Lamb波傳播的數值研究[D];北京交通大學;2016年

8 趙旭亞;蜂窩鋁夾芯板的剪切、壓縮力學性能研究[D];燕山大學;2016年

9 劉聲修;兩種含缺陷周期夾芯板的振動傳播特性研究[D];北京交通大學;2016年

10 季承;棱錐夾芯板的力學性能驗證與成形研究[D];燕山大學;2016年

，

本文編號：1329361