纸质点阵式薄壁结构缺陷对其力学性能影响

发布时间：2023-05-10 20:49

　　点阵式薄壁结构型材料在自然界中广泛存在,蜂窝型和瓦楞型夹芯结构材料是目前应用最典型的点阵式材料。点阵式材料生产过程及使用过程中会产生不同的缺陷,缺陷会直接影响点阵式材料的强度,从而影响点阵式工程结构或产品的性能。因此研究点阵式材料的缺陷对其力学性能的影响,是合理应用点阵式材料必须要解决的问题。本文采用实验与数值模拟分析相结合的方法,以带有不同缺陷的瓦楞纸板和蜂窝纸板为研究对象,研究了缺陷对瓦楞纸板和蜂窝纸板力学性能的影响,研究结果有助于更全面地理解和合理地利用阵列式空间薄壁结构型材料。对瓦楞和蜂窝纸板原纸的物理性能进行了测试,结果表明,原纸纵向弹性模量的数值大于其横向数值,因此,原纸的参数模型选择应考虑其正交各向异性。对不同孔径缺陷的蜂窝纸板和瓦楞纸板进行静态压缩实验,得到不同孔径缺陷对瓦楞纸板和蜂窝纸板平向压缩强度和侧向压缩强度的影响。结果表明,对于开孔缺陷的敏感性蜂窝纸板要小于瓦楞纸板;开孔缺陷对瓦楞纸板和蜂窝纸板平压强度的影响要小于对侧压强度的影响。采用有限元仿真技术构建了带有不同缺陷的纸板模型,并采用非线性分析法对承载能力实验进行了数值模拟仿真,获得了瓦楞纸板和蜂窝纸板的压缩变...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 点阵式空间薄壁型材料承载能力的实验及数值分析
        1.2.2 含缺陷的点阵式薄壁型材料的等效理论模型表征
        1.2.3 缺陷对点阵式薄壁型材料力学性能影响的数值分析
        1.2.4 非线性有限元分析研究现状
    1.3 研究意义
    1.4 本文主要研究内容
第二章 原纸物理性能参数测试
    2.1 厚度及密度测试
    2.2 原纸弹性模量的测试
    2.3 原纸泊松比的测试
    2.4 本章小结
第三章 点阵式材料开孔缺陷力学性能的实验研究
    3.1 点阵式材料开孔缺陷力学性能实验方法
        3.1.1 开孔缺陷试样的制备
        3.1.2 试验方法
        3.1.3 试验仪器
    3.2 点阵式材料开孔缺陷的侧压强度实验
    3.3 点阵式材料开孔缺陷的平压强度实验
    3.4 实验数据结果对比分析
        3.4.1 侧压强度试验分析
        3.4.2 平压强度实验分析
    3.5 本章小结
第四章 点阵式材料开孔缺陷力学性能的非线性仿真分析
    4.1 工程结构非线性
    4.2 点阵式材料开孔缺陷承载能力的有限元分析
        4.2.1 瓦楞纸板模型的建立
        4.2.2 蜂窝纸板模型的建立
        4.2.3 非线性分析(Explicit Dynamics)
    4.3 非线性仿真分析结果
        4.3.1 侧压强度实验仿真结果
        4.3.2 平压强度实验仿真结果
    4.4 本章小结
第五章 点阵式材料边缘缺陷的屈曲分析
    5.1 结构屈曲分析介绍
    5.2 点阵式材料边缘缺陷的实验研究
        5.2.1 试验方法
        5.2.2 实验结果
    5.3 点阵式材料边缘缺陷的数值模拟分析
    5.4 数值分析结果
        5.4.1 瓦楞纸板边缘缺陷模型及增强模型的仿真结果
        5.4.2 蜂窝纸板边缘缺陷模型及增强模型的仿真结果
        5.4.3 不同模型的对比
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间公开发表的论文及参与的课题项目
致谢



本文编号：3813489