碳纤维复合材料应变率效应及影响研究
发布时间：2022-02-13 13:53
复合材料作为一种新型材料,由于其优良的性能和多变的可设计性,已经广泛应用于航空、航天等领域。而冲击载荷是在航空器飞行过程中受到的常见载荷之一,复合材料在受到冲击作用时会表现出瞬间大变形,导致材料的力学性能会产生应变率效应,所以研究复合材料的应变率效应对表征其抗冲击性能具有重要的意义和价值。首先,通过霍普金森杆对单向碳纤维树脂基复合材料（T700/TDE85）进行不同方向的动态压缩实验,利用二波法处理实验数据,得到不同应变率下该材料的应力应变关系,继而得到其动态强度和刚度,接下来观察了损伤模式并通过朱-王-唐（ZWT）本构建立一维动态本构方程。其次,从纤维丝-基体尺度建立单向复合材料的代表性体积单胞模型,并引入基体的应变率效应。通过编写VUMAT子程序,使用ABAQUS进行仿真模拟,观察其损伤演化过程,并通过与实验结果对比验证模型的准确性,在此基础上预测了单向复合材料的动态拉伸力学性能。最后,在宏观尺度建立碳纤维复合材料层合板的弹道冲击模型。选取一种连续介质损伤模型作为单层板的本构模型,并以内聚力模型模拟分层。根据前文得到的单层板的应变率效应通过引入动态增强因子来建立其动态模型,与文献中...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合材料[54]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-图1-2复合材料的应用：风机叶片(http://www.fr-4.com.cn/news/271.html)随着时代发展，航空航天技术成为每个国家的核心技术之一，并且各个国家也会通过航空航天技术来评价一个国家的综合实力。20世纪40年代初，航空领域快速发展，为了满足航空工业材料的性能需求，一大类高性能复合材料应运而生，并在整个领域内飞速发展。到了20世纪70年代后期，为了满足航空航天的技术要求，国内外先后生产了各种高性能纤维，并通过各种加工成型技术，使用树脂、陶瓷等作为基体制造了先进复合材料。这种先进复合材料凭借其质量轻、刚度大、强度高、抗疲劳性能好等诸多优点，在航空航天及其他高科技领域中得到了越来越多的应用，如图1-3所示。图1-3复合材料在航空上的应用[2]在航空结构中，使用最多的复合材料是纤维增强层合复合材料。一般采用层压工艺成型，而在其内部选取高性能增强材料并使用高性能树脂为基体
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-图1-2复合材料的应用：风机叶片(http://www.fr-4.com.cn/news/271.html)随着时代发展，航空航天技术成为每个国家的核心技术之一，并且各个国家也会通过航空航天技术来评价一个国家的综合实力。20世纪40年代初，航空领域快速发展，为了满足航空工业材料的性能需求，一大类高性能复合材料应运而生，并在整个领域内飞速发展。到了20世纪70年代后期，为了满足航空航天的技术要求，国内外先后生产了各种高性能纤维，并通过各种加工成型技术，使用树脂、陶瓷等作为基体制造了先进复合材料。这种先进复合材料凭借其质量轻、刚度大、强度高、抗疲劳性能好等诸多优点，在航空航天及其他高科技领域中得到了越来越多的应用，如图1-3所示。图1-3复合材料在航空上的应用[2]在航空结构中，使用最多的复合材料是纤维增强层合复合材料。一般采用层压工艺成型，而在其内部选取高性能增强材料并使用高性能树脂为基体
【参考文献】：
期刊论文
[1]船用复合材料应用现状及发展[J]. 冯利军,程正冲,李伏. 装备环境工程. 2017(05)
[2]先进复合材料的应用扩展:航空、航天和民用航空先进复合材料应用技术和市场预测[J]. 吴良义. 化工新型材料. 2012(01)
[3]环氧树脂在高应变率下的热粘弹性本构方程和时温等效性[J]. 朱兆祥,徐大本,王礼立. 宁波大学学报(理工版). 1988(01)
[4]TDE-85#环氧树脂作复合材料基体树脂的研究[J]. 孙树淳,杨飙. 深圳大学学报. 1986(03)
博士论文
[1]动态载荷作用下碳纤维复合材料层合板的力学行为研究[D]. 谢文波.哈尔滨工业大学 2020
[2]基于数据挖掘的复合材料宏—细观力学模型研究[D]. 白晓明.哈尔滨工业大学 2016
[3]三维机织复合材料损伤演化与失效行为研究[D]. 仲苏洋.哈尔滨工业大学 2015
[4]纤维增强树脂基复合材料层合板抗侵彻性能数值模拟研究[D]. 辛士红.中国科学技术大学 2015
[5]复合材料层板高速冲击损伤研究[D]. 古兴瑾.南京航空航天大学 2011
硕士论文
[1]复合材料压力容器爆破压强与材料基本力学性能关联研究[D]. 季文婧.哈尔滨工业大学 2019
本文编号：3623312
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合材料[54]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-图1-2复合材料的应用：风机叶片(http://www.fr-4.com.cn/news/271.html)随着时代发展，航空航天技术成为每个国家的核心技术之一，并且各个国家也会通过航空航天技术来评价一个国家的综合实力。20世纪40年代初，航空领域快速发展，为了满足航空工业材料的性能需求，一大类高性能复合材料应运而生，并在整个领域内飞速发展。到了20世纪70年代后期，为了满足航空航天的技术要求，国内外先后生产了各种高性能纤维，并通过各种加工成型技术，使用树脂、陶瓷等作为基体制造了先进复合材料。这种先进复合材料凭借其质量轻、刚度大、强度高、抗疲劳性能好等诸多优点，在航空航天及其他高科技领域中得到了越来越多的应用，如图1-3所示。图1-3复合材料在航空上的应用[2]在航空结构中，使用最多的复合材料是纤维增强层合复合材料。一般采用层压工艺成型，而在其内部选取高性能增强材料并使用高性能树脂为基体
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-图1-2复合材料的应用：风机叶片(http://www.fr-4.com.cn/news/271.html)随着时代发展，航空航天技术成为每个国家的核心技术之一，并且各个国家也会通过航空航天技术来评价一个国家的综合实力。20世纪40年代初，航空领域快速发展，为了满足航空工业材料的性能需求，一大类高性能复合材料应运而生，并在整个领域内飞速发展。到了20世纪70年代后期，为了满足航空航天的技术要求，国内外先后生产了各种高性能纤维，并通过各种加工成型技术，使用树脂、陶瓷等作为基体制造了先进复合材料。这种先进复合材料凭借其质量轻、刚度大、强度高、抗疲劳性能好等诸多优点，在航空航天及其他高科技领域中得到了越来越多的应用，如图1-3所示。图1-3复合材料在航空上的应用[2]在航空结构中，使用最多的复合材料是纤维增强层合复合材料。一般采用层压工艺成型，而在其内部选取高性能增强材料并使用高性能树脂为基体
【参考文献】：
期刊论文
[1]船用复合材料应用现状及发展[J]. 冯利军,程正冲,李伏. 装备环境工程. 2017(05)
[2]先进复合材料的应用扩展:航空、航天和民用航空先进复合材料应用技术和市场预测[J]. 吴良义. 化工新型材料. 2012(01)
[3]环氧树脂在高应变率下的热粘弹性本构方程和时温等效性[J]. 朱兆祥,徐大本,王礼立. 宁波大学学报(理工版). 1988(01)
[4]TDE-85#环氧树脂作复合材料基体树脂的研究[J]. 孙树淳,杨飙. 深圳大学学报. 1986(03)
博士论文
[1]动态载荷作用下碳纤维复合材料层合板的力学行为研究[D]. 谢文波.哈尔滨工业大学 2020
[2]基于数据挖掘的复合材料宏—细观力学模型研究[D]. 白晓明.哈尔滨工业大学 2016
[3]三维机织复合材料损伤演化与失效行为研究[D]. 仲苏洋.哈尔滨工业大学 2015
[4]纤维增强树脂基复合材料层合板抗侵彻性能数值模拟研究[D]. 辛士红.中国科学技术大学 2015
[5]复合材料层板高速冲击损伤研究[D]. 古兴瑾.南京航空航天大学 2011
硕士论文
[1]复合材料压力容器爆破压强与材料基本力学性能关联研究[D]. 季文婧.哈尔滨工业大学 2019
本文编号：3623312
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