轻质泡沫夹层结构疲劳损伤与寿命预测

发布时间：2022-01-19 00:43

　　轻质的夹芯层和薄面板组成的夹层结构具有优异的性能,越来越广泛的应用于航空、航天和船舶等各种行业中,目前我国对夹层复合材料研究比较落后,国内高新技术行业上用的夹层材料都依赖于进口,考虑到实际工程中夹层结构受到疲劳载荷可能性较大,因此对夹层结构疲劳损伤研究是有意义的。首先介绍了夹层结构基本特性和力学性能相关参数,和夹层结构的一些常见破坏方式和原因。本文选取研究对象为PMI泡沫夹层结构,所有实验都以三点弯曲试验方式来加载,通过静态强度试验了解此结构的基本力学特征参数,了解铝板、泡沫芯材和PMI泡沫夹层结构的力学性能。参照静态强度试验结果进行以力载荷为控制变量的疲劳损伤试验,结构的破坏形式为中间位置局部凹陷失效。通过引入位移的变化作为损伤参量建立了力载荷控制模式下的损伤演变公式,并对对此破坏过程进行了较好的预测。之后进行以位移为控制变量的疲劳损伤试验,发现在此模式下,夹层结构的破坏模式和疲劳损伤过程与载荷控制模式有明显区别。表现为当最大控制位移较小时破坏形式为面板与泡沫层脱离;位移较大时为面板断裂和泡沫芯层塌陷。通过引入力载荷的变化作为损伤参量建立了位移控制模式下损伤演变公式,并对两种模式的破... 

【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】：

夹层结构的组成示意图（来源于网络）

图 2-2 夹层结构遭受正压力示意图Fig.2-2 Sandwich structure subjected to positive pressure diagram

图 2-3 夹层结构应力分布图Fig.2-3 Stress distribution of sandwich structure上两幅图为夹层结构受到弯曲载荷作用，上面铝板受到挤压，产生了挤和压应力1 ，下面的铝板层受到了拉伸，随之产生相应的拉伸应力 ，中间的 PMI 泡沫夹芯层主要受到剪切力。由于力平衡原理

【参考文献】：
期刊论文
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[3]高端复合材料制造装备应用及发展[J]. 王静,蔡清华,冯雅丽.  企业导报. 2014(13)
[4]聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料研究进展[J]. 陈青香,刘未隆,王鹏,胡文阁,陈强,甄建军,翟文.  工程塑料应用. 2013(07)
[5]PMI泡沫夹层结构的材料非线性分析[J]. 汤超,乔玉炜.  玻璃钢/复合材料. 2013(01)
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[9]硬质泡沫塑料在航空结构中的应用[J]. 乌云其其格,张连鸿,廖子龙.  高科技纤维与应用. 2009(03)
[10]泡沫夹层结构复合材料的应用与发展[J]. 李涛,陈蔚,成理,谭纪文,靳玉田,张国强.  科技创新导报. 2009(14)

博士论文
[1]承载夹层复合材料的轻量化设计方法及其应用研究[D]. 李响.武汉理工大学 2011

硕士论文
[1]用于泡沫夹层复合材料全船结构有限元计算的高效单元研究[D]. 高畅.华中科技大学 2013
[2]PMI泡沫壳体夹层结构设计及力学性能研究[D]. 刘峰.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3595899