高温环境下复合材料层合板与蜂窝板力学性能分析

发布时间：2017-10-13 22:49

  本文关键词：高温环境下复合材料层合板与蜂窝板力学性能分析

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【摘要】：飞行器技术的发展要求结构部件降低质量以提升其飞行速度,这会使飞行器与空气摩擦产生的温度升高、承受的机械外载荷增大。由于碳纤维复合材料结构具有高比强度、比模量的特点,能够满足飞行器技术发展的要求,因此受到越来越广泛的关注。对碳纤维复合材料结构在高温环境下的力学特性进行研究具有十分重要的意义。本文对碳纤维环氧树脂基体层合板、碳纤维双马树脂基体层合板以及由碳纤维环氧树脂基体层合板面板和正六边形芳纶纸蜂窝芯层构成的蜂窝板进行高温环境下的力学性能试验研究和仿真分析,测定其拉伸模量、固有频率、响应幅值随温度的变化情况。首先对碳纤维环氧树脂基体层合板以及碳纤维双马树脂基体层合板进行了高温环境下的静力拉伸试验,得出了碳纤维复合材料层合板拉伸模量随温度变化规律,为碳纤维复合材料蜂窝板力学特性的研究奠定基础;然后对复合材料蜂窝板进行了高温环境下模态试验以及相应温度下仿真计算,对二者进行对比分析,研究了蜂窝板动力学特性随温度变化规律,继而结合层合板拉伸试验定性推断蜂窝板结构刚度的变化情况;其次,对复合材料蜂窝板进行了高温环境下动响应研究,通过振动台试验以及基于模态叠加法的动响应计算,得出了蜂窝板固有频率以及在相同激振条件下响应幅值随温度变化规律。最后,对蜂窝板三明治等效模型与蜂窝板原始模型在模态及动响应计算中进行了对比,分析了等效三明治板模型在蜂窝板仿真计算中的优势。
【关键词】：复合材料 层合板 蜂窝板 拉伸试验 热模态 动响应
【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】：V250.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题来源8
• 1.2 研究背景与意义8-9
• 1.3 国内外研究现状9-14
• 1.3.1 国外研究现状10-11
• 1.3.2 国内研究现状11-14
• 1.4 本文研究内容14-15
• 第2章 热环境下复合材料层合板力学性能分析15-21
• 2.1 引言15
• 2.2 复合材料层合板静力试验15-20
• 2.2.1 层合板拉伸试验件设计15
• 2.2.2 层合板拉伸试验15-17
• 2.2.3 高温环境下层合板拉伸试验结果17-19
• 2.2.4 试验结果准确性验证19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 复合材料蜂窝板热模态分析21-39
• 3.1 引言21
• 3.2 复合材料蜂窝板模态试验研究21-29
• 3.2.1 常温模态试验21-28
• 3.2.2 蜂窝板热模态试验28-29
• 3.3 蜂窝板模态仿真计算29-33
• 3.4 结果对比分析33-37
• 3.4.1 蜂窝板一阶模态分析33-34
• 3.4.2 蜂窝板二阶模态分析34-35
• 3.4.3 蜂窝板三阶模态分析35
• 3.4.4 结果综合分析35-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第4章 高温环境下复合材料蜂窝板动响应分析39-50
• 4.1 引言39
• 4.2 蜂窝板动响应试验研究39-45
• 4.2.1 常温动响应试验39-43
• 4.2.2 热环境下动响应试验43-45
• 4.3 蜂窝板动响应仿真计算45-47
• 4.4 结果对比分析47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 蜂窝板三明治等效模型的仿真分析50-55
• 5.1 引言50
• 5.2 蜂窝板等效理论50-51
• 5.3 三明治等效模型模态计算51-53
• 5.4 三明治等效模型动响应计算53-54
• 5.5 本章小结54-55
• 结论55-57
• 参考文献57-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果63-65
• 致谢65

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本文编号：1027539