钢/尼龙夹层板的压缩力学性能研究

发布时间：2021-11-02 19:26

　　夹层板是一种特殊的复合材料,通常是三明治结构,由比较薄的面板与比较厚的芯材胶接而成,具有质量轻、比刚度与比强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音和隔热等优点。但是截至目前,大多数研究集中在蜂窝夹层板和纤维增强复合材料,研究以新型材料为芯材的夹层板的工作较少。为此,本文采用具有优良力学性能的PA66型尼龙作为芯材合成钢/尼龙夹层板,并对其在准静态和动态条件下的压缩力学性能进行了研究。本文的主要研究内容和方法包括:（1）钢材面板和尼龙芯材的准静态拉伸力学性能研究。设计了准静态拉伸的实验方案,测定了钢材和尼龙芯材在准静态条件下的拉伸应力应变曲线。通过实验获得了钢材和芯材的屈服强度,弹性模量等参数,为后续的动态实验和仿真提供了必不可少的参数。（2）基于准静态压缩实验,测得面板、尼龙以及不同厚度比的夹层板之应力应变曲线,通过曲线拟合得到了夹层板的准静态压缩本构模型,该模型与夹层板的厚度比相关,在厚度比为0.1²的范围内具有较高的精度,可用于预测此类夹层板的准静态压缩应力应变本构关系,从而指导夹层板的设计和生产。（3）钢/尼龙夹层板动态压缩力学性能研究。利用江苏科技大学力学实验室... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 芯材的选用原则
    1.3 尼龙材料概述与选型
    1.4 国内外研究现状和发展趋势
        1.4.1 夹层板理论研究现状
        1.4.2 夹层板工程应用研究现状
    1.5 本文的主要研究工作
        1.5.1 研究思路简介
        1.5.2 主要研究内容和方法
第二章 实验原理、装置与试样制备
    2.1 概述
    2.2 准静态实验
        2.2.1 微机控制电子万能试验机
        2.2.2 材料的拉伸
        2.2.3 材料的压缩
    2.3 动态实验
        2.3.1 SHPB实验装置介绍
        2.3.2 SHPB实验原理
        2.3.3 SHPB系统的惯性效应和端面平行度分析
    2.4 试样的设计与制备
        2.4.1 夹层板试样总体设计
        2.4.2 面板及芯材准静态实验试样的设计
        2.4.3 夹层板实验试样设计
    2.5 本章小结
第三章 钢/尼龙夹层板的准静态力学性能研究
    3.1 概述
    3.2 面板的准静态力学性能
        3.2.1 屈服强度及弹性模量测定
        3.2.2 泊松比测定
    3.3 尼龙芯材的准静态力学性能
        3.3.1 屈服强度及弹性模量测定
        3.3.2 泊松比测定
    3.4 夹层板的准静态力学性能
        3.4.1 夹层板准静态压缩试样
        3.4.2 夹层板压缩应力应变曲线
        3.4.3 夹层板准静态压缩本构关系的初步建立
        3.4.4 拟合曲线的验证
        3.4.5 夹层板准静态压缩本构模型的确立
        3.4.6 夹层板准静态压缩本构关系的验证
    3.5 本章小结
第四章 钢/尼龙夹层板的动态压缩力学性能的实验研究
    4.1 概述
    4.2 面板的动态压缩力学性能
        4.2.1 面板动态压缩实验
        4.2.2 面板动态冲击应变率效应分析
    4.3 尼龙芯材的动态压缩力学性能
        4.3.1 尼龙芯材动态压缩实验
        4.3.2 尼龙芯材应变率效应分析
    4.4 钢/尼龙夹层板的动态压缩力学性能
        4.4.1 钢/尼龙夹层板的动态压缩实验
        4.4.2 钢/尼龙夹层板的应变率效应分析
    4.5 本章小结
第五章 SHPB实验的数值模拟方法研究
    5.1 概述
    5.2 数值模拟软件Ansys/Ls-dyna
        5.2.1 LS-DYNA简介
        5.2.2 有限元模型界面接触
    5.3 SHPB实验的有限元模型
        5.3.1 有限元模型建立
        5.3.2 有限元材料模型和参数的确定
        5.3.3 应变率参数的确定
    5.4 SHPB实验的有限元数值模拟
        5.4.1 面板有限元模拟结果分析
        5.4.2 尼龙有限元模拟结果分析
        5.4.3 钢/尼龙夹层板有限元模拟结果分析
    5.5 本章小结
第六章 钢/尼龙夹层板的动态压缩本构模型研究
    6.1 概述
    6.2 夹层板动态压缩力学特性分析
        6.2.1 相同夹层板不同应变率结果分析
        6.2.2 不同夹层板相同应变率结果分析
    6.3 夹层板动态压缩本构模型的建立
        6.3.1 Cowper-Symonds本构模型
        6.3.2 钢/尼龙夹层板的动态本构模型
        6.3.3 本构模型的验证
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]己内酰胺与十二内酰胺共聚尼龙的合成[J]. 孙丹丹,李江,任庆佩,潘庆华,马清芳,郝超伟.  杭州师范大学学报(自然科学版). 2014(04)
[2]复合材料结构板胶膜热破机研制[J]. 魏莉,吴湘,韩妙玲,尉世厚,武海生,宫顼.  航天制造技术. 2014(03)
[3]夹层板复杂弯曲极限强度性能研究[J]. 于耀,王伟.  中国舰船研究. 2014(03)
[4]尼龙管钳嵌件强化及应力释放槽的优化设计[J]. 戴亚春,陈岚崴,姜银方,黄宇,张理.  工具技术. 2014(03)
[5]尼龙/聚氨酯共混材料的研究进展[J]. 付鹏,崔喆,张佳阳,刘民英,张韶红,赵清香.  高分子材料科学与工程. 2014(01)
[6]航天航空泡沫夹层结构的设计[J]. 胡培.  玻璃钢. 2013(04)
[7]纳米尺寸马来酸酐共聚微球作为尼龙6/线性低密度聚乙烯体系增容剂的研究[J]. 王磊,吕兰香,杨万泰.  高分子学报. 2012(12)
[8]Q235钢真实应力-应变曲线研究[J]. 田芳,刘财喜,刘芳,罗武,邓瑞基,陈胜铭,罗迎社.  中南林业科技大学学报. 2011(04)
[9]复合材料层合板在低速冲击作用下的损伤分析[J]. 张丽,李亚智,张金奎.  科学技术与工程. 2010(05)
[10]轨道车辆三明治板结构的有限元建模方法研究[J]. 沈臻弘,赵洪伦.  电力机车与城轨车辆. 2007(01)

博士论文
[1]SHPB实验技术若干问题研究[D]. 陶俊林.中国工程物理研究院 2005

硕士论文
[1]PMI泡沫壳体夹层结构设计及力学性能研究[D]. 刘峰.哈尔滨工业大学 2011
[2]复合材料夹层板船体结构强度分析方法研究[D]. 黄柳生.哈尔滨工程大学 2009



本文编号：3472259