压缩工况下二级层级三角形夹芯结构失效机理实验研究

发布时间：2023-02-23 07:55

　　层级夹芯结构具有优良的力学特性,轻质高强,失效模式丰富,具有分灾设计概念中分灾构件“结构保险丝”的特性,受到许多研究者的关注。本文通过理论分析、仿真模拟、样件实验三者相结合,研究了二级层级三角形夹芯结构在压缩载荷作用下的失效机理。结合现有理论,对6种失效模式按面板屈服失效、面板屈曲失效进行了分类总结,对结构的部分失效模式名义承载力表征公式进行了修正。通过各失效模式的占优关系调整了二级层级三角形夹芯结构失效机理图,在失效机理图上选点设计结构样件,使用光敏树脂通过3D打印制作,进行了压缩实验,并利用ANSYS对样件模型进行了线性屈曲分析。具体内容如下:(1)基于弹性薄板理论与夹层板稳定理论,采用不同的受力分解方式,对二级层级三角形夹芯结构失效模式的部分理论公式进行了修正,提高了板模型对结构失效载荷的预测精度。通过失效模式间的占优关系调整了板理论下的失效机理图,修正后的失效机理图各失效模式的占比有所不同。(2)找到了二级层级三角形夹芯结构这种复杂结构的样件制作方式,即通过Lite800HD型3D打印机用光敏树脂9000制作。对光敏树脂进行了母材实验,测得其力学性能。(3)根据母材特性,基于梁...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 层级结构研究现状
        1.2.2 夹芯结构研究现状
        1.2.3 层级夹芯结构研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 二级层级三角形夹芯结构的失效机理分析
    2.1 引言
    2.2 典型工况下的受力分析
    2.3 板稳定理论分析
        2.3.1 对边简支对边自由的弹性矩形薄板稳定理论分析
        2.3.2 对边简支对边自由的夹层板稳定理论
    2.4 二级层级三角形夹芯结构典型工况下的失效机理分析
        2.4.1 面板屈服失效
        2.4.2 面板屈曲失效
    2.5 MATLAB构建失效机理图
    2.6 本章小结
第3章 实验与有限元仿真
    3.1 引言
    3.2 实验样件制作的探索
        3.2.1 铝板试做实验样件模型
        3.2.2 3D打印技术试做实验样件模型
    3.3 母材实验及数据处理
        3.3.1 引言
        3.3.2 母材实验试件准备
        3.3.3 母材拉伸、压缩实验
            3.3.3.1 实验仪器及装置
            3.3.3.2 实验原理
            3.3.3.3 张贴应变片
            3.3.3.4 实验加载
        3.3.4 母材实验数据分析
            3.3.4.1 弹性模量E
            3.3.4.2 泊松比υ
    3.4 压缩实验样件尺寸设计
        3.4.1 引言
        3.4.2 基于梁理论与板理论的失效模式实验样件尺寸设计
        3.4.3 基于板理论的失效模式实验样件尺寸设计
    3.5 样件单轴压缩实验
    3.6 ANSYS有限元仿真
    3.7 本章小结
第4章 实验与仿真结果分析
    4.1 引言
    4.2 压缩载荷作用下板模型与梁模型失效模式的验证
    4.3 压缩载荷作用下板模型3种不同失效模式的验证
    4.4 大夹层板与底板夹角ω改变时对板模型的影响
    4.5 压缩载荷作用下板模型混合失效模式的探讨
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3748302