含初始分层复合材料结构剩余强度与疲劳寿命预测方法研究

发布时间：2021-01-22 20:21

　　复合材料层合结构无法避免一定程度的初始损伤,常见的如分层、孔隙等,其中分层是复合材料的重要损伤形式。初始分层损伤会降低复合材料层合结构的层间力学性能,导致层合结构在承受低于设计值的载荷时,发生整体结构的破坏。因此,为了提高层合结构的安全性和可靠性,针对含初始分层缺陷复合材料结构剩余强度和疲劳性能的研究相当必要。本文以T300/BMP316复合材料层合板为研究对象,开展含初始分层损伤复合材料层合板静强度和疲劳寿命预测方法的研究,对于含初始分层的层合板,现有的层间模型和分层准则较多,但关于不同的层间模型及其适用的分层准则的对比分析很少,因此本文重点介绍三种层间模型和相应的分层准则,并基于此建立层合板静强度和疲劳寿命的分析模型与预测方法,以对不同的层间模型及其分层准则的适用性和正确性进行综合对比评价。本文的主要研究内容如下:1.针对含初始分层损伤的复合材料层合板,采用节点合并、节点耦合和三维实体单元等三种方式建立层间模型,并对不同的模型分别选用分层失效准则。节点合并模型选用三维Hashin分层准则,节点耦合模型选用幂指数准则,三维实体模型用基于裂纹带模型并与能量释放率相关的准则判断分层损伤。... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 逐渐损伤分析方法研究现状
        1.2.2 复合材料层合板分层损伤研究现状
        1.2.3 复合材料层合板失效准则研究现状
    1.3 目前存在的问题
    1.4 本文主要研究内容
第二章 含分层复合材料层合板层间特性试验研究
    2.1 引言
    2.2 ?型层间断裂韧性试验
        2.2.1 试验设备
        2.2.2 试验件与夹具
        2.2.3 试验方法
        2.2.4 试验结果及分析
    2.3 П型层间断裂韧性试验
        2.3.1 试验设备
        2.3.2 试验件与夹具
        2.3.3 试验方法
        2.3.4 试验结果及分析
    2.4 本章小结
第三章 含初始分层损伤复合材料层合结构逐渐损伤分析方法
    3.1 引言
    3.2 含分层复合材料层合板静强度逐渐损伤分析
        3.2.1 静强度面内失效准则
        3.2.2 层间模型与分层失效准则
        3.2.3 结构静强度总体失效判据
        3.2.4 材料性能突降准则
        3.2.5 静强度逐渐损伤分析方法
    3.3 含分层复合材料层合板疲劳逐渐累积损伤分析
        3.3.1 疲劳面内失效准则
        3.3.2 层间模型与分层失效准则
        3.3.3 结构疲劳总体失效判据
        3.3.4 材料性能渐降模型
        3.3.5 疲劳逐渐累积损伤分析方法
    3.4 本章小结
第四章 含初始分层损伤复合材料层合板静强度分析
    4.1 引言
    4.2 含分层试样类型
    4.3 A1 类层合板静载损伤分析
        4.3.1 节点合并模型
        4.3.2 节点耦合模型
        4.3.3 三维实体模型
        4.3.4 A1 类层合板损伤分析结果
    4.4 A2 类层合板静载逐渐损伤分析
        4.4.1 节点合并模型
        4.4.2 节点耦合模型
        4.4.3 三维实体模型
        4.4.4 A2 类层合板逐渐损伤分析结果
    4.5 B1 类层合板静载损伤分析
        4.5.1 节点合并模型
        4.5.2 节点耦合模型
        4.5.3 三维实体模型
        4.5.4 B1 类层合板损伤分析结果
    4.6 含分层损伤复合材料层合板静载分析
    4.7 本章小结
第五章 含初始分层损伤复合材料层合板疲劳分析
    5.1 引言
    5.2 A1 类层合板疲劳逐渐累积损伤分析
        5.2.1 节点合并模型
        5.2.2 节点耦合模型
        5.2.3 三维实体模型
        5.2.4 A1 类层合板损伤分析结果
    5.3 B2 类层合板疲劳逐渐累积损伤分析
        5.3.1 节点合并模型
        5.3.2 节点耦合模型
        5.3.3 三维实体模型
        5.3.4 B2 类层合板损伤分析结果
    5.4 含分层损伤复合材料层合板疲劳分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录1
附录2
附录3


【参考文献】：
期刊论文
[1]含分层缺陷复合材料层合板分层扩展研究[J]. 姜晓伟,朱书华,李国弘,徐建,童明波.  航空计算技术. 2014(05)
[2]分层缺损对复合材料结构压缩强度的影响[J]. 叶金蕊,李嘉,刘卫平,张博明.  科技导报. 2013(07)
[3]复合材料板冲击损伤及剩余拉伸强度试验[J]. 崔海坡,温卫东,徐颖.  航空动力学报. 2007(10)
[4]含中央分层缺陷层合板的压缩性能研究[J]. Ali Al-Mansour,胡仁伟,程小全,王进.  强度与环境. 2007(05)
[5]含矩形边缘分层缺陷层合板的压缩性能[J]. 程小全,王进,ALI Al-Mansour,胡仁伟,关志东.  复合材料学报. 2007(02)
[6]纤维增强复合材料强度理论的研究现状与发展趋势——“破坏分析奥运会”评估综述[J]. 黄争鸣,张华山.  力学进展. 2007(01)
[7]复合材料层合板冲击损伤及剩余强度分析方法[J]. 崔海坡,温卫东,崔海涛.  固体力学学报. 2006(03)
[8]层合复合材料板的低速冲击损伤及剩余压缩强度研究[J]. 崔海坡,温卫东,崔海涛.  机械科学与技术. 2006(09)
[9]复合材料层合板的低能冲击损伤及剩余拉伸强度研究[J]. 崔海坡,温卫东,崔海涛.  宇航学报. 2005(06)
[10]分层缺陷对复合材料结构疲劳寿命影响研究[J]. 陈群志,关志东,王进,朱珊,王逾涯,陈小东.  机械强度. 2004(S1)

博士论文
[1]复合材料层合板冲击损伤及冲击后疲劳寿命研究[D]. 徐颖.南京航空航天大学 2007
[2]层合板接头损伤失效与疲劳寿命研究[D]. 王丹勇.南京航空航天大学 2006

硕士论文
[1]复合材料层板分层损伤分析与评价方法研究[D]. 张建钊.哈尔滨工业大学 2017
[2]复合材料层合板疲劳分层扩展研究[D]. 何凡.南京航空航天大学 2014
[3]含分层损伤复合材料层合板疲劳分层扩展研究[D]. 熊伟华.南京航空航天大学 2013
[4]含分层损伤复合材料结构逐渐损伤分析研究[D]. 储建恒.南京航空航天大学 2007
[5]含孔复合材料层合板的静强度破坏分析研究[D]. 赵强.南京航空航天大学 2005



本文编号：2993852