基于近场动力学的蒙皮材料损伤问题研究

发布时间：2021-09-24 17:46

　　近场动力学是近年来新兴的力学方法,其利用非局部思想建立的模型,能够有效解决宏、微观力学领域中的不连续问题,如裂纹扩展、结晶相变等。平流层浮空器蒙皮材料采用涂层机织复合材料,是由纤维织物增强结构与涂层结构制成的蒙皮材料。它具有高强度、阻氦气渗漏性能佳、耐候性好等特点:相比于刚性复合材料,柔性蒙皮材料的力学性能更为复杂,材料的撕裂、损伤不易求解。因此,本文基于近场动力学方法,对蒙皮材料损伤问题进行研究。本文首先对近场动力学的基本理论、应用以及研究现状进行了简要介绍,随后基于复合材料近场动力学理论搭建了蒙皮材料的宏观近场模型,改进质点本构力函数使得其满足蒙皮材料的编织结构。所得到的模型可以良好的反应编织结构下涂层机织复合材料的拉伸性能。为了对蒙皮材料损伤、断裂问题进行分析,从细观尺度上搭建了蒙皮材料的近场单胞模型,描述了每一根纤维在单胞空间的特征,并进行了损伤问题的数值模拟,结果表明:数值模拟结果与有限元模型得到的结果规律一致。并探究了蒙皮材料细观尺度上的断裂以及裂纹扩展,能够为蒙皮材料损伤问题研究提供新的思路和理论基础。 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

平流层飞艇蒙皮材料的典型结构

图 3- 4 蒙皮材料 z 方向剖面图ure 3- 4 z-direction cross-section of envelope ma质点离散化的过程中，先将材料按照紧密编织了图中方框所占体积，默认纤维间缝隙被质置，用上标 1、2、3 分别表示在薄膜涂层上下标 k 表示某一层上该质点基于某一排序规层纤维厚度以及涂层厚度，其俯视图如下：

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【参考文献】：
期刊论文
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[3]高速运动裂纹扩展和分叉现象的近场动力学数值模拟[J]. 谷新保,周小平,徐潇.  应用数学和力学. 2016(07)
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[6]含圆孔拉伸板的近场动力学数值模拟[J]. 谷新保,周小平.  固体力学学报. 2015(05)
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博士论文
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[2]机织复合材料多尺度渐进损伤研究[D]. 王新峰.南京航空航天大学 2007

硕士论文
[1]基于近场动力学的金属板稳定性分析方法研究[D]. 孙璐妍.上海交通大学 2014
[2]基于近场动力学的FRP层压板建模与分析[D]. 胡祎乐.上海交通大学 2013



本文编号：3408174