含负曲率复合材料加筋壁板的承载能力研究

发布时间：2017-12-17 10:00

  本文关键词：含负曲率复合材料加筋壁板的承载能力研究

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【摘要】：随着现代飞机对气动外形和隐身性能的要求越来越高,含有复杂曲面的加筋壁板结构被广泛的运用到飞机设计中。本文主要研究了含负曲率复合材料加筋壁板的屈曲后屈曲承载能力,此型结构在飞机进气道设计中应用较广。含负曲率复合材料加筋壁板常见的受载形式有压缩载荷和剪切载荷等,屈曲失稳是其主要失稳形式。在结构发生屈曲失稳后,继续加载,结构仍然有较高的后屈曲承载能力。因此分析含负曲率复合材料加筋壁板的后屈曲特性、破坏过程和失效形式有着重要的实用价值。本文运用有限元软件Abaqus分别建立了压缩载荷和剪切载荷下的含负曲率复合材料加筋壁板模型。模型基于一阶剪切变形理论,并运用Cohesive单元模拟了壁板与筋条间的粘结层。首先进行了含负曲率复合材料加筋壁板模型的线性屈曲分析,得到了相应屈曲模态,并将一阶屈曲模态作为初始损伤引入到后屈曲分析中。选用Hashin准则和Quads二次应力判据分别对单层板和粘结层进行失效判断同时结合刚度折减方案,编写了UMAT材料属性子程序,对模型的失效过程和材料的破坏模式进行了详细分析。研究表明在极限载荷作用下,模型的主要破坏形式为基体拉伸破坏和粘结层的脱粘破坏。在上述研究基础上,探讨了模型中控制负曲率成型的两个主曲率Kx与Ky的变化对于承载能力的影响,分析了含负曲率复合材料加筋壁板的屈曲载荷和破坏载荷随着筋条高度、数目和形式等参数的变化趋势。分析结果表明,在符合工程设计的要求下,适当增加筋条高度和筋条数目均能提高模型的屈曲载荷和破坏载荷。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V214.8
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本文编号：1299656