复合材料单面胶接修补参数对结构低速冲击性能的影响研究
发布时间：2021-06-12 01:26
碳纤维增强树脂基复合材料因其优良的性能,被越来越广泛地应用在工程中。由于复合材料中通常会存在一些微小面积的损伤,需要对其进行修补,胶接修补是其中广泛应用的方法之一;又由于在使用过程中复合材料极易受到低速冲击,对结构承载力影响较大,所以本文对单面胶接修补结构进行了损伤处理以及低速冲击损伤的研究。首先搭建了落锤冲击试验系统,开展了损伤处理方法对层合板结构抗冲击性能的影响研究。冲击试验结果表明当初始冲击能量相同时,水射流切孔试件的吸收能量最大,背部损伤也最大;水射流切孔试件的分层面积略大于钻孔试件,但水射流切孔试件的断裂面积和基体开裂面积略小于钻孔试件;水射流切孔板试件的平均损伤面积为1386.5 mm2,比钻孔板试件的损伤面积大6.9%。其次,基于ABAQUS平台编辑了用户自定义材料子程序,考虑了层内损伤判定准则以及确定了分层损伤和胶层损伤的判定理论模型,建立了复合材料单面胶接修补结构的三维有限元模型。讨论了低速冲击载荷作用下,不同补片参数对修补结构冲击损伤程度的影响,从冲击载荷作用下复合材料内部分层面积、吸收能量等参数来衡量结构的修补效果。结果表明:当补片面积相同时...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用户自定义材料子程序流程图
这些都是为后期修补做准备，本文采用的式，而不同的损伤处理方法对损伤处理后的层合板的影对其进行深入的研究。击试验平台搭建于复合材料层合板低速冲击研究主要分为数值模拟分析。而对于试验研究，能更形象模拟工具以及小重量石子行为的设备是落锤冲击试验机，所以本文采用由长春科造的 XBL-300 型微机控制落锤冲击试验机来进行低速冲国材料与试验协会（American Society for Testing a 定 的 ASTM 系 列 中 关 于 板 材 试 件 的 低 速 冲 击36M-05[52]，关于板材试件有一个标准的夹具，于是按照计并加工了一个适合于本文采用的落锤冲击试验机的板示，在使用过程中板材试件固定在下面的一个刚性板上，头将其夹紧。
复合材料层合板低速冲击实验平台搭建及损伤处理研究低速冲击试验标准，本文搭建了落锤冲击试验平台，该试验三个部分:（1）落锤冲击试验机，（2）板材试件夹具，（3）低系统；如下图 3.2 所示。落锤试验机部分可预置初始冲击高度冲击的产生。低速冲击试验力采集系统包括压力传感器以及组成，在冲击过程中复合材料层合板受到的冲击力与冲头受反作用力的关系，所以两者大小相等，冲头上接上压力传感所受到的压力传递到数据采集仪上，数据采集仪将其采集，的压力传感器是美国压电有限公司（PCB Piezotronics, IncC05 型压力传感器，此传感器最大能测量的压力是 22.24kN。
【参考文献】：
期刊论文
[1]先进树脂基复合材料发展现状和面临的挑战[J]. 邢丽英,包建文,礼嵩明,陈祥宝. 复合材料学报. 2016(07)
[2]拉伸载荷下贴补复合材料层合板的渐进损伤分析[J]. 相超,周丽,宋恩鹏,叶正浩,许希武. 工程力学. 2014(10)
[3]补片形状和尺寸对复合材料胶接修补的影响[J]. 苗学周,李成,铁瑛,郭文辉. 机械工程学报. 2014(20)
[4]复合材料层合板双面贴补结构渐进损伤分析[J]. 李振凯,余音,汪海. 上海交通大学学报. 2014(06)
[5]冲击位置对挖补修理层合板冲击后压缩性能的影响[J]. 赵文漪,程小全,郭鑫,张纪奎,胡仁伟. 高科技纤维与应用. 2013(06)
[6]复合材料低速冲击损伤研究及等效模型的应用[J]. 庄茁,宋恒旭,彭涛,汪丽媛. 工程力学. 2012(S2)
[7]复合材料层合板胶接贴补修理渐进损伤分析[J]. 王跃全,童明波,朱书华. 复合材料学报. 2011(03)
[8]损伤复合材料层板胶接修理的优化设计[J]. 吕胜利,程起有,姚磊江,童小燕. 机械强度. 2007(04)
[9]低速冲击下复合材料层合板损伤分析[J]. 温卫东,徐颖,崔海坡. 材料工程. 2007(07)
[10]小尺寸试件层合板低速冲击后的剩余压缩强度[J]. 程小全,张子龙,吴学仁. 复合材料学报. 2002(06)
博士论文
[1]复合材料层合板冲击损伤及冲击后疲劳寿命研究[D]. 徐颖.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]复合材料层合板低速冲击损伤表征与开孔分析[D]. 杜江涛.郑州大学 2017
[2]复合材料层合板低速冲击模拟[D]. 许硕.南京航空航天大学 2014
[3]复合材料低速冲击损伤研究及等效模型的应用[D]. 宋恒旭.清华大学 2012
[4]开孔板件复合材料补片修复的力学性能研究[D]. 殷强.国防科学技术大学 2005
本文编号：3225670
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用户自定义材料子程序流程图
这些都是为后期修补做准备，本文采用的式，而不同的损伤处理方法对损伤处理后的层合板的影对其进行深入的研究。击试验平台搭建于复合材料层合板低速冲击研究主要分为数值模拟分析。而对于试验研究，能更形象模拟工具以及小重量石子行为的设备是落锤冲击试验机，所以本文采用由长春科造的 XBL-300 型微机控制落锤冲击试验机来进行低速冲国材料与试验协会（American Society for Testing a 定 的 ASTM 系 列 中 关 于 板 材 试 件 的 低 速 冲 击36M-05[52]，关于板材试件有一个标准的夹具，于是按照计并加工了一个适合于本文采用的落锤冲击试验机的板示，在使用过程中板材试件固定在下面的一个刚性板上，头将其夹紧。
复合材料层合板低速冲击实验平台搭建及损伤处理研究低速冲击试验标准，本文搭建了落锤冲击试验平台，该试验三个部分:（1）落锤冲击试验机，（2）板材试件夹具，（3）低系统；如下图 3.2 所示。落锤试验机部分可预置初始冲击高度冲击的产生。低速冲击试验力采集系统包括压力传感器以及组成，在冲击过程中复合材料层合板受到的冲击力与冲头受反作用力的关系，所以两者大小相等，冲头上接上压力传感所受到的压力传递到数据采集仪上，数据采集仪将其采集，的压力传感器是美国压电有限公司（PCB Piezotronics, IncC05 型压力传感器，此传感器最大能测量的压力是 22.24kN。
【参考文献】：
期刊论文
[1]先进树脂基复合材料发展现状和面临的挑战[J]. 邢丽英,包建文,礼嵩明,陈祥宝. 复合材料学报. 2016(07)
[2]拉伸载荷下贴补复合材料层合板的渐进损伤分析[J]. 相超,周丽,宋恩鹏,叶正浩,许希武. 工程力学. 2014(10)
[3]补片形状和尺寸对复合材料胶接修补的影响[J]. 苗学周,李成,铁瑛,郭文辉. 机械工程学报. 2014(20)
[4]复合材料层合板双面贴补结构渐进损伤分析[J]. 李振凯,余音,汪海. 上海交通大学学报. 2014(06)
[5]冲击位置对挖补修理层合板冲击后压缩性能的影响[J]. 赵文漪,程小全,郭鑫,张纪奎,胡仁伟. 高科技纤维与应用. 2013(06)
[6]复合材料低速冲击损伤研究及等效模型的应用[J]. 庄茁,宋恒旭,彭涛,汪丽媛. 工程力学. 2012(S2)
[7]复合材料层合板胶接贴补修理渐进损伤分析[J]. 王跃全,童明波,朱书华. 复合材料学报. 2011(03)
[8]损伤复合材料层板胶接修理的优化设计[J]. 吕胜利,程起有,姚磊江,童小燕. 机械强度. 2007(04)
[9]低速冲击下复合材料层合板损伤分析[J]. 温卫东,徐颖,崔海坡. 材料工程. 2007(07)
[10]小尺寸试件层合板低速冲击后的剩余压缩强度[J]. 程小全,张子龙,吴学仁. 复合材料学报. 2002(06)
博士论文
[1]复合材料层合板冲击损伤及冲击后疲劳寿命研究[D]. 徐颖.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]复合材料层合板低速冲击损伤表征与开孔分析[D]. 杜江涛.郑州大学 2017
[2]复合材料层合板低速冲击模拟[D]. 许硕.南京航空航天大学 2014
[3]复合材料低速冲击损伤研究及等效模型的应用[D]. 宋恒旭.清华大学 2012
[4]开孔板件复合材料补片修复的力学性能研究[D]. 殷强.国防科学技术大学 2005
本文编号：3225670
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3225670.html
教材专著
