大阻尼高刚度复合材料仪表板结构设计及其性能研究

发布时间：2017-09-05 04:06

  本文关键词：大阻尼高刚度复合材料仪表板结构设计及其性能研究

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【摘要】：轻质、大阻尼、高刚度且承载能力强的仪表板在航天器和航空器等领域的应用前景十分广阔,为此本文设计出了五层夹芯多层阻尼薄膜的新型复合材料仪表板结构,开发了此种仪表板多次热压罐固化成型的工艺流程,探索了其结构的静力学和动力学性能,为轻质精密复合材料仪表板设计理论和制作工艺的进一步研究奠定了坚实的基础,主要创新点如下:(1)将嵌入式共固化阻尼复合材料引入到仪表板的结构设计中,提出了五层夹芯多层阻尼薄膜的新型复合材料仪表板结构,解决了传统仪表板阻尼小、刚度不足的问题。(2)建立大阻尼、高刚度复合材料仪表板的有限元数值模拟模型,并对其结构进行了静力学及动力学分析,模态分析实验验证了本文所建模型和分析方法的有效性。(3)发展了仪表板多次热压罐固化成型的新工艺,确定了工艺流程中各工序的工艺参数,实现了该大阻尼、高刚度复合材料仪表板的制作。(4)开发了复合材料仪表板整板的静力加载破坏试验、离心试验及模态试验,研制实验所用工装,为嵌入式共固化大阻尼复合材料复杂承载结构件的设计和广泛应用奠定基础。
【关键词】：五层夹芯多层阻尼复合结构 静力学及动力学特性 多次热压罐固化成型 试验夹具 静力加载破坏试验 离心试验 模态试验
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V241.04;V441
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 传统复合材料仪表板发展现状12-14
• 1.2.2 嵌入式共固化阻尼减震技术14-16
• 1.2.3 嵌入式共固化复合材料阻尼损耗因子分析16-17
• 1.2.4 PMI芯材研究进展17-19
• 1.3 本文研究内容和技术路线19-21
• 1.3.1 研究内容及关键问题19-20
• 1.3.2 技术路线20-21
• 1.4 本文章节安排21-22
• 第2章 复合材料仪表板结构设计22-30
• 2.1 复合材料仪表板设计要求22
• 2.2 复合材料仪表板方案22-23
• 2.3 复合材料仪表板方案的选材23-25
• 2.4 复合材料仪表板方案的结构25-29
• 2.4.1 蒙皮及中间层结构设计25-26
• 2.4.2 包边结构的设计26
• 2.4.3 螺钉套结构的设计26-27
• 2.4.4 仪表板整板结构设计27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 有限元数值模拟30-37
• 3.1 建立有限元数值模拟模型30-32
• 3.1.1 几何模型30-31
• 3.1.2 材料模型31-32
• 3.2 静力学数值模拟32-35
• 3.2.1 边界条件32-33
• 3.2.2 数值模拟结果与方案的选用33-35
• 3.3 动力学数值模拟35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 复合材料仪表板制作工艺37-45
• 4.1 上、下蒙皮和中心层的制作37-40
• 4.2 上、下蒙皮和中心层与PMI的粘接与紧固件的预埋40-42
• 4.3 孔的修正及包边工艺42-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 试验夹具的设计45-53
• 5.1 夹具设计要求45
• 5.2 夹具结构设计45-48
• 5.2.1 动力学试验夹具结构设计45-46
• 5.2.2 静力学试验夹具结构设计46-48
• 5.3 夹具有限元数值模拟48-52
• 5.3.1 动力学试验夹具数值模拟48-51
• 5.3.2 静力学试验夹具数值模拟51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 复合材料仪表板静力学试验53-59
• 6.1 试验件的静力加载破坏试验53-57
• 6.1.1 试验用试件、设备及夹持方案53-54
• 6.1.2 试验实施过程54
• 6.1.3 结果与分析54-57
• 6.2 试验件的离心试验57-58
• 6.2.1 离心试验原理57
• 6.2.2 离心试验过程57-58
• 6.2.3 离心试验结果58
• 6.3 本章小结58-59
• 第7章 复合材料仪表板动力学性能研究59-66
• 7.1 数值模拟与模态试验的关系59
• 7.2 模态分析实验59-62
• 7.2.1 实验所用仪器60-61
• 7.2.2 实验方法61-62
• 7.3 模拟结果和实验结果比较62-65
• 7.4 本章小结65-66
• 总结与展望66-68
• 参考文献68-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作74-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：795706