疲劳载荷下复合材料界面剩余强度演化规律

发布时间：2017-10-14 22:15

  本文关键词：疲劳载荷下复合材料界面剩余强度演化规律

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【摘要】：复合材料主要应用于航空航天、汽车工业、化工、医学、纺织和机械制造领域,其热稳定性好,比强度、比刚度高,二维编织复合材料由于编织增强体中纤维相互缠绕,二维编织复合材料在剪切强度、抗冲击性、断裂韧性等性能上优于传统的层合复合材料。人们对其疲劳性能的研究有限,因此有必要对其疲劳性能进行深入的研究,分析疲劳损伤的模式,建立其疲劳寿命预测模型,为了更加广泛的应用提供理论支持。本文的主要研究内容如下:(1)对于复合材料纤维/基体界面与复合材料的强度特性的关系进行讨论,通过弹性理论对复合材料界面应力传递进行理论分析。(2)利用有限元软件ABAQUS,建立纤维顶出试验过程的力学模型,讨论了纤维在试件中的厚度和基体包裹纤维的厚度不同时,纤维/基体剪应力的变化规律。(3)对碳纤维/环氧树脂二维编织复合材料进行疲劳性能的研究。包括碳纤维/环氧树脂二维编织复合材料的静态拉伸强度,在应力水平分别为90%、85%、80%、75%、70%、68%的正弦疲劳载荷下的疲劳寿命,并进行寿命的预测。在应力水平为75%的正弦疲劳载荷下碳纤维/环氧树脂二维编织复合材料的剩余界面剪切强度。
【关键词】：复合材料界面 疲劳 剩余强度 寿命预测
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景及研究目标8
• 1.2 国内外研究现状及分析8-12
• 1.2.1 界面问题的研究现状8-10
• 1.2.2 复合材料界面界面剪切强度测试方法10-12
• 1.3 复合材料界面剪切强度（IFSS）试验方法比较12-13
• 1.4 复合材料疲劳性能研究现状13-14
• 1.5 本文的主要研究内容14-16
• 第2章 关于复合材料界面的应力传递16-36
• 2.1 引言16
• 2.2 界面的分类16-20
• 2.2.1 完全结合界面16-18
• 2.2.2 剥离界面18-19
• 2.2.3 接触界面19-20
• 2.3 复合材料界面弹性理论分析20-30
• 2.4 复合材料界面应力传递理论分析30-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第3章 界面应力分布的分析有限元分析36-46
• 3.1 有限元软件ABAQUS介绍36
• 3.2 力学模型的必要性和合理性36-38
• 3.3 有限元模型的建立38-40
• 3.4 有限元分析40-44
• 3.4.1 纤维在试件中的长度的影响40-43
• 3.4.2 基体包裹厚度的影响43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 二维编织复合材料疲劳性能研究46-55
• 4.1 引言46
• 4.2 复合材料静强度试验46-48
• 4.2.1 实验设备46
• 4.2.2 试样的制备46-47
• 4.2.3 复合材料静态拉伸试验47-48
• 4.3 复合材料的疲劳试验研究48-50
• 4.3.1 试验方案48
• 4.3.2 疲劳寿命预测48-50
• 4.4 复合材料界面剩余剪切强度50-53
• 4.4.1 复合材料界面剪切强度试验方法50-51
• 4.4.2 复合材料界面剩余剪切强度测试51-53
• 4.5 本章小结53-55
• 结论55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60

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本文编号：1033469