飞机结构材料的失效准则研究
发布时间：2021-09-08 10:50
在现代飞机结构中,铝合金、钛合金、合金钢与先进复合材料一起被称为四大结构材料。从理论上对材料强度进行准确预测有助于减轻飞机结构重量,提高结构效率,降低试验成本,缩短研制周期。铝合金、钛合金、合金钢这三种材料都属于金属材料,从宏观上看具有各向同性,而单向纤维增强复合材料具有横观各向同性。因此,在深入理解各向同性材料和横观各向同性复合材料失效机理的基础上开展材料失效准则的研究,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文的研究内容主要包括:（1）对材料失效准则的研究现状进行了综述,总结了工程常用的各向同性材料和横观各向同性复合材料的失效准则。（2）基于应力不变量理论建立了一个统一的各向同性材料失效准则。失效准则以各向同性材料的单向拉伸强度T、单向压缩强度C和纯剪切强度S作为基本强度参数,区分了静水拉压对材料失效的不同影响。采用不同类型各向同性材料的试验数据验证了准则的有效性。（3）基于Mohr失效面理论建立了一个统一的各向同性材料失效准则。失效准则以单向拉伸强度T、单向压缩强度C和纯剪切强度S作为基本强度参数,区分了失效面上的法向拉压应力对材料失效的不同影响。与试验数据的对比表明,所提出的失效准...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
作用面上的应力σ3
2 2n n 图 1.1 作用面上的应力以 σn和 τn为自变量的圆的方程，圆心坐标为（1 32 ，。对平面应力状态（σ1，σ2）和（σ2，σ3），采用同样究表明，单元体任意截面上的应力分量（σn，τn）都落26]。σ1σ1σ3τnΘσ3τn
南京航空航天大学博士学位论文维间失效模式（Inter Fibre Failure，IFF）的 Puck 准则。对应力准则作为失效判据[26]。纤维间失效模式对应 Hashin 准，Puck 认为，当复合材料发生纤维间失效时，会产生一个hr 失效面理论的思想，Puck 提出采用作用面上的应力分则，失效判据公式如下：2222//2 (1 2 ) 1 for ( )t t Att nl nn nA A A A Atp p R R R R R 22//2 1 for cnt nln nA A ApR R R 23)中，σn为作用面上的法向应力，τnt和 τnl分别是作用面上可由（σ2，σ3，τ23，τ21，τ31）经坐标转换得到。式(1-22)们的定义和确定方法将在第五章予以介绍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]曹春晓 一代材料 一代飞机[J]. 李娜. 中华儿女. 2016(04)
[2]复合材料宏观强度准则预测能力分析[J]. 吴义韬,姚卫星,沈浩杰. 复合材料学报. 2015(03)
[3]聚合物基复合材料在航空领域的应用[J]. 郭俊刚. 石化技术. 2015(03)
[4]双轴向纤维增强复合材料层合板强度准则[J]. 钱元,周光明,蔡登安,刘伟先. 南京航空航天大学学报. 2013(02)
[5]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)
[6]岩石中间主应力效应的理论分析[J]. 徐德欣. 山地学报. 2003(02)
[7]复合材料在民用航空中的应用[J]. 陈绍杰. 国际航空. 2002(01)
[8]铸铁试件轴向压缩断面角度分析[J]. 张悌贤. 济南交通高等专科学校学报. 1996(02)
博士论文
[1]基于失效机理的复合材料层合板强度分析方法[D]. 李彪.西北工业大学 2015
[2]层合复合材料的粘聚区模型及其应用研究[D]. 叶强.南京航空航天大学 2012
本文编号：3390655
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
作用面上的应力σ3
2 2n n 图 1.1 作用面上的应力以 σn和 τn为自变量的圆的方程，圆心坐标为（1 32 ，。对平面应力状态（σ1，σ2）和（σ2，σ3），采用同样究表明，单元体任意截面上的应力分量（σn，τn）都落26]。σ1σ1σ3τnΘσ3τn
南京航空航天大学博士学位论文维间失效模式（Inter Fibre Failure，IFF）的 Puck 准则。对应力准则作为失效判据[26]。纤维间失效模式对应 Hashin 准，Puck 认为，当复合材料发生纤维间失效时，会产生一个hr 失效面理论的思想，Puck 提出采用作用面上的应力分则，失效判据公式如下：2222//2 (1 2 ) 1 for ( )t t Att nl nn nA A A A Atp p R R R R R 22//2 1 for cnt nln nA A ApR R R 23)中，σn为作用面上的法向应力，τnt和 τnl分别是作用面上可由（σ2，σ3，τ23，τ21，τ31）经坐标转换得到。式(1-22)们的定义和确定方法将在第五章予以介绍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]曹春晓 一代材料 一代飞机[J]. 李娜. 中华儿女. 2016(04)
[2]复合材料宏观强度准则预测能力分析[J]. 吴义韬,姚卫星,沈浩杰. 复合材料学报. 2015(03)
[3]聚合物基复合材料在航空领域的应用[J]. 郭俊刚. 石化技术. 2015(03)
[4]双轴向纤维增强复合材料层合板强度准则[J]. 钱元,周光明,蔡登安,刘伟先. 南京航空航天大学学报. 2013(02)
[5]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)
[6]岩石中间主应力效应的理论分析[J]. 徐德欣. 山地学报. 2003(02)
[7]复合材料在民用航空中的应用[J]. 陈绍杰. 国际航空. 2002(01)
[8]铸铁试件轴向压缩断面角度分析[J]. 张悌贤. 济南交通高等专科学校学报. 1996(02)
博士论文
[1]基于失效机理的复合材料层合板强度分析方法[D]. 李彪.西北工业大学 2015
[2]层合复合材料的粘聚区模型及其应用研究[D]. 叶强.南京航空航天大学 2012
本文编号：3390655
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