CFRP-T型接头填充区损伤数值仿真及DIC验证

发布时间：2021-10-26 16:35

　　复合材料整体结构是先进复合材料在航空航天领域主要的应用形式,而复合材料T（CFRP-T）型接头作为复合材料整体结构的基本单元,需要承担面外载荷的传递,其力学特性会影响整个结构承载能力。本文采用数值计算和实验相结合的方法研究了CFRP-T型接头在拉伸载荷下的承载能力,载荷响应和失效形式,并重点研究了接头高危区域-三角区的应变分布特点及破坏机理。分析了CFRP-T型接头层合结构的力学特性和胶接结构的破坏特性,选用层合板模型和双线性凝聚力模型（Cohesive Model）建立接头的三维有限元模型,研究其在拉伸载荷下的破坏形式和承载能力。计算结果表明,接头的失效载荷为19.9KN,最终失效形式为L型板和skin型板脱胶。对CFRP-T型接头进行静载拉伸实验,并采用数字图像相关方法获取拉伸过程中接头三角区的应变分布规律。实验结果表明:CFRP-T型接头拉伸载荷下的失效载荷为20KN左右,载荷跟位移呈线性关系;三角填充区为应力峰值区域,包括中部的x方向拉伸应力和y方向压缩应力,及底角的剪切应力;最终失效形式为胶层法向拉伸应力引起的L型板和skin型板脱胶以及剪切作用引起的填充材料断裂。通过数值仿... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

CFRP-T型接头网格及边界约束FixedU2U3

给出了接头拉伸过程的位移-载荷曲线，本次采用的 CFRP-T 型接头在单荷为 19.9KN，。从图中可以看出，整个加载过程分为线性段，衰退段和加载初期，结构完整，载荷随着位移载荷的增加线性增加；当载荷达到出现，整个结构开始衰退，但任然具有承载能力，载荷继续随拉伸位移达到 19.9KN 时，载荷突然下降，结构完全失效。

数值仿真破坏过程

【参考文献】：
期刊论文
[1]弯曲载荷下机织复合材料T型接头渐进失效分析[J]. 齐红宇,王天龙,梁晓波,杨际申,刘洪波,孙利兵.  复合材料学报. 2016(06)
[2]弯曲载荷作用下复合材料T型接头的失效分析[J]. 吴海,肖加余,邢素丽,文思维,杨孚标,杨金水.  国防科技大学学报. 2016(01)
[3]含诱导缺陷复合材料T型接头的弯曲失效实验[J]. 吴海,肖加余,邢素丽,文思维,杨孚标,杨金水.  国防科技大学学报. 2015(04)
[4]复合材料T型接头冰雹高速撞击损伤的数值模拟[J]. 刘建刚,李玉龙,索涛,崔浩.  爆炸与冲击. 2014(04)
[5]应用数字图像相关方法测试航空复合材料的弹性常数[J]. 吉建民,陈金龙,郭广平,陈新文,王翔.  材料工程. 2013(10)
[6]A350的复合材料构件制造[J]. 吴志恩.  航空制造技术. 2013(13)
[7]数字图像相关方法在竹塑复合材料管道变形监测中的应用[J]. 张飞帆,钱炜.  黑龙江科技信息. 2013(15)
[8]非接触数字图像相关应变测量的仿真与实验研究[J]. 陈忠,周晓峰.  测试技术学报. 2012(02)
[9]含缺陷复合材料T型接头失效数值分析[J]. 朱亮,崔浩,李玉龙,孙薇薇.  航空学报. 2012(02)
[10]数字图像相关方法最优散斑尺寸[J]. 王志勇,王磊,郭伟,沈珉.  天津大学学报. 2010(08)

博士论文
[1]数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用研究[D]. 刘永禄.大连理工大学 2008



本文编号：3459836