考虑温度影响的2.5维编织复合材料冲击与剩余强度研究
发布时间：2023-02-20 19:48
随着复合材料成型技术的发展,2.5维编织复合材料在航空、航天等领域的应用日益增多。2.5维编织复合材料在制造和使用时,经常会受到各种低速冲击,这种冲击损伤虽然不能直接观察到,但是对2.5维编织复合材料的强度有很大的影响。由于温度对树脂基复合材料力学性能的影响很大,所以复合材料在不同温度下受到冲击,其力学性能的降低程度也不同。因此,对考虑温度影响的2.5维编织复合材料冲击与剩余强度进行研究具有重要的理论意义和工程价值。本文的主要研究内容如下:1、建立考虑温度影响的2.5维编织复合材料冲击与剩余强度的逐渐损伤全程分析方法。本文针对T300/QY8911的2.5维编织复合材料低速冲击问题建立了考虑温度影响的低速冲击分析模型和分析方法。将2.5维编织复合材料在冲击载荷作用下的损伤结果作为温度环境下剩余强度预测的初始状态,结合逐渐累积损伤分析理论建立了考虑温度影响的2.5维编织复合材料低速冲击后的剩余强度分析模型和分析方法。2、以2.5维编织复合材料为研究对象,开展了低速冲击试验研究。针对2.5维复合材料低速冲击问题,完成2.5维编织复合材料低速冲击试验件图纸、试验方案设计以及试验件的加工。在2...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 2.5维编织复合材料织造工艺与成型工艺
1.2.2 温度环境下2.5维编织复合材料静力学性能研究
1.2.3 低速冲击损伤研究
1.3 逐渐累积损伤分析方法
1.4 目前存在的主要问题
1.5 本文的主要研究目标与内容
第二章 温度环境下2.5维编织复合材料低速冲击试验研究
2.1 引言
2.2 试验件材料组分选材、制备成型及试验件编号
2.2.1 材料组分选材
2.2.2 试验件制备
2.2.3 试验件编号
2.2.4 试验件设计及数量
2.3 试验设备及装夹具
2.3.1 冲击试验设备
2.3.2 加热装置与冲击试验件装夹
2.3.3 冲击损伤检测装置
2.4 冲击试验结果及分析
2.4.1 冲击能量对低速冲击损伤的影响
2.4.2 温度对低速冲击损伤的影响
2.5 本章小结
第三章 温度环境下2.5维编织复合材料拉伸剩余强度试验研究
3.1 引言
3.2 温度环境下经向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.2.1 20℃下2.5维编织复合材料的经向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.2.2 140℃下2.5维编织复合材料的经向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.2.3 180℃下2.5维编织复合材料的经向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.4 20℃、140℃和180℃环境下经向拉伸剩余强度对比
3.3 温度环境下纬向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.1 20℃下2.5维编织复合材料的纬向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.2 140℃下2.5维编织复合材料的纬向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.3 180℃下2.5维编织复合材料的纬向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.4 20℃、140℃和180℃环境下纬向拉伸剩余强度对比
3.4 本章小结
第四章 考虑温度影响的2.5维编织复合材料冲击及剩余强度分析方法
4.1 引言
4.2 2.5维编织复合材料单胞等效刚度模型
4.2.1 单胞周期性边界条件
4.2.2 单胞等效应力获取
4.2.3 单胞刚度预测模型的求解
4.3 考虑温度环境下的冲击损伤分析方法
4.3.1 应力-应变分析
4.3.2 冲击损伤失效判定
4.3.3 冲击损伤材料参数退化方式
4.4 冲击后温度环境下的剩余强度分析方法
4.4.1 单层板的热应力-应变关系
4.4.2 考虑温度影响的静载过程应力分析
4.4.3 静载作用下的失效判定准则
4.4.4 静载作用下的材料参数退化方式
4.5 逐渐累积损伤程序设计
4.6 本章小结
第五章 温度环境下2.5维编织复合材料冲击损伤与剩余强度分析方法的试验验证
5.1 引言
5.2 2.5维编织复合材料冲击损伤分析
5.2.1 等效层合板材料性能参数
5.2.2 冲击有限元模型
5.2.3 冲击损伤分析与试验验证
5.3 2.5维编织复合材料冲击后剩余强度分析与试验验证
5.3.1 2.5维编织复合材料静拉伸有限元模型
5.3.2 2.5维编织复合材料冲击后拉伸剩余强度预测分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文研究工作总结
6.2 今后工作展望
参考文献
致谢
附录 试验件冲击损伤扫描结果
本文编号：3747207
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 2.5维编织复合材料织造工艺与成型工艺
1.2.2 温度环境下2.5维编织复合材料静力学性能研究
1.2.3 低速冲击损伤研究
1.3 逐渐累积损伤分析方法
1.4 目前存在的主要问题
1.5 本文的主要研究目标与内容
第二章 温度环境下2.5维编织复合材料低速冲击试验研究
2.1 引言
2.2 试验件材料组分选材、制备成型及试验件编号
2.2.1 材料组分选材
2.2.2 试验件制备
2.2.3 试验件编号
2.2.4 试验件设计及数量
2.3 试验设备及装夹具
2.3.1 冲击试验设备
2.3.2 加热装置与冲击试验件装夹
2.3.3 冲击损伤检测装置
2.4 冲击试验结果及分析
2.4.1 冲击能量对低速冲击损伤的影响
2.4.2 温度对低速冲击损伤的影响
2.5 本章小结
第三章 温度环境下2.5维编织复合材料拉伸剩余强度试验研究
3.1 引言
3.2 温度环境下经向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.2.1 20℃下2.5维编织复合材料的经向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.2.2 140℃下2.5维编织复合材料的经向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.2.3 180℃下2.5维编织复合材料的经向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.4 20℃、140℃和180℃环境下经向拉伸剩余强度对比
3.3 温度环境下纬向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.1 20℃下2.5维编织复合材料的纬向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.2 140℃下2.5维编织复合材料的纬向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.3 180℃下2.5维编织复合材料的纬向拉伸剩余强度试验与结果分析
3.3.4 20℃、140℃和180℃环境下纬向拉伸剩余强度对比
3.4 本章小结
第四章 考虑温度影响的2.5维编织复合材料冲击及剩余强度分析方法
4.1 引言
4.2 2.5维编织复合材料单胞等效刚度模型
4.2.1 单胞周期性边界条件
4.2.2 单胞等效应力获取
4.2.3 单胞刚度预测模型的求解
4.3 考虑温度环境下的冲击损伤分析方法
4.3.1 应力-应变分析
4.3.2 冲击损伤失效判定
4.3.3 冲击损伤材料参数退化方式
4.4 冲击后温度环境下的剩余强度分析方法
4.4.1 单层板的热应力-应变关系
4.4.2 考虑温度影响的静载过程应力分析
4.4.3 静载作用下的失效判定准则
4.4.4 静载作用下的材料参数退化方式
4.5 逐渐累积损伤程序设计
4.6 本章小结
第五章 温度环境下2.5维编织复合材料冲击损伤与剩余强度分析方法的试验验证
5.1 引言
5.2 2.5维编织复合材料冲击损伤分析
5.2.1 等效层合板材料性能参数
5.2.2 冲击有限元模型
5.2.3 冲击损伤分析与试验验证
5.3 2.5维编织复合材料冲击后剩余强度分析与试验验证
5.3.1 2.5维编织复合材料静拉伸有限元模型
5.3.2 2.5维编织复合材料冲击后拉伸剩余强度预测分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文研究工作总结
6.2 今后工作展望
参考文献
致谢
附录 试验件冲击损伤扫描结果
本文编号：3747207
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