复合材料层合板胶接修理强度研究

发布时间：2017-07-26 18:02

  本文关键词：复合材料层合板胶接修理强度研究

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【摘要】：胶接修理克服了机械连接修理的诸多缺点,成为复合材料修理的主要研究方向。本文以贴补修理方法和挖补修理方法为研究对象,分别建立三维胶接修理渐进损伤分析模型,对修补结构的损伤扩展及极限载荷进行了分析研究。具体工作包括以下几个方面:1.基于渐进损伤分析方法,以ABAQUS软件为平台,通过编写用户材料子程序,将材料的本构方程、损伤起始准则及材料性能退化方法统一到有限元求解过程中,其中复合材料采用三维Hashin准则作为损伤起始判据,性能退化采用系数折减方法;胶层采用双线性本构模型,分别以二次应力准则和B-K准则作为损伤起始及扩展准则,在分析过程中同时考虑到胶层损伤、复合材料损伤以及两者之间的耦合;2.建立了贴补修理和挖补修理的三维渐进损伤分析模型,研究了修补结构的承载能力和损伤演化过程,并与文献试验数据进行对比,验证了数值计算模型的有效性。在此基础上探讨了贴补修理和挖补修理的关键参数对修补结构承载能力的影响。3.参照贴补修理和挖补修理的参数分析,对某型无人机加筋壁板蒙皮损伤进行了修理方案设计与分析,并研究了修理后结构的最终损伤形式和极限强度,验证了修理方案的有效性。
【关键词】：复合材料 贴补修理 挖补修理 参数分析 极限强度
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TG49
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 复合材料发展概况12-14
• 1.2 复合材料修理技术的发展14-18
• 1.2.1 机械连接修补16
• 1.2.2 胶接修补16-18
• 1.3 复合材料胶接修理研究的发展18-19
• 1.3.1 贴补修理研究18
• 1.3.2 挖补修理研究18-19
• 1.4 本文的研究工作19-21
• 第二章 复合材料胶接修理的分析方法21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 复合材料渐进损伤分析模型21-26
• 2.2.1 复合材料本构关系23
• 2.2.2 复合材料损伤判据23-25
• 2.2.3 刚度退化模型25-26
• 2.3 基于粘聚区模型的胶层失效模型26-28
• 2.3.1 胶层本构模型26-27
• 2.3.2 损伤起始及扩展准则27-28
• 2.4 应力求解过程以及UMAT实现28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 复合材料层合板贴补修理拉伸性能分析31-39
• 3.1 引言31-34
• 3.1.1 分析对象31-33
• 3.1.2 有限元模型33
• 3.1.3 计算结果分析33-34
• 3.2 损伤过程分析34-36
• 3.3 参数分析36-38
• 3.3.1 补片厚度对极限强度的影响36-38
• 3.3.2 补片直径对极限强度的影响38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 复合材料层合板挖补修理拉伸性能分析39-50
• 4.1 引言39
• 4.2 分析模型39-41
• 4.3 有限元模型及边界条件41-42
• 4.4 层合板挖补单向拉伸计算结果分析讨论42-49
• 4.4.1 损伤过程分析43-46
• 4.4.2 参数分析46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 某型飞机机翼壁板修理方案设计与分析50-65
• 5.1 引言50
• 5.2 加筋板修理方案分析50-56
• 5.2.1 加筋板损伤分析模型50-53
• 5.2.2 损伤可修性评估53-56
• 5.3 壁板结构损伤修理分析56-61
• 5.3.1 修理方案分析56-58
• 5.3.2 蒙皮结构损伤贴补修理58-60
• 5.3.3 蒙皮结构损伤挖补修理60-61
• 5.3.4 修理方案总结61
• 5.4 上壁板蒙皮损伤贴补修理方案分析61-64
• 5.4.1 1~6 号壁板修理下限分析62-63
• 5.4.2 1~6 号壁板修理方案63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 全文总结65-66
• 6.2 工作展望66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 Robert Trebilcock;孙立;;波音787起火事故引发的复合材料修理思考[J];航空维修与工程;2014年04期

2 杜龙;万建平;;复合材料损伤及结构修理技术[J];教练机;2012年04期

3 王跃全;童明波;朱书华;;基于CDM的复合材料层合板三维非线性渐进损伤分析[J];南京航空航天大学学报;2009年06期

4 杜善义;关志东;;我国大型客机先进复合材料技术应对策略思考[J];复合材料学报;2008年01期

5 姚磊江,童小燕,董善艳;损伤复合材料层板胶接修理强度分析[J];机械科学与技术;2005年06期

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本文编号：577619