蒙皮撕裂性能与疲劳寿命预测研究

发布时间：2024-03-03 20:43

　　飞艇作为人类较早的飞行器,在通讯、侦察、测绘、运输等领域有着广阔的应用前景。囊体蒙皮作为飞艇承受内外压力差的主体结构,其性能的优劣对飞艇的应用效能有着至关重要的影响。飞艇作业时,表面蒙皮会长期暴露在空中,蒙皮中的初始裂纹或缺陷在空中多种环境因素机制耦合作用下容易扩展而发生撕裂破坏。从已有的飞艇飞行实验发现,囊体蒙皮的撕裂破坏是飞艇的主要失效方式。飞艇安全性的评估需要对蒙皮撕裂性能和疲劳寿命进行研究,因此探究飞艇蒙皮材料的撕裂性能具有非常重要的工程意义。为了探究蒙皮的撕裂性能,本文确立了蒙皮撕裂性能的研究方法,通过撕裂实验和数值模拟对TPU/Nylon-230T蒙皮的撕裂性能进行了研究。首先,通过TPU/Nylon-230T蒙皮材料的拉伸试验,获得了其材料性能参数。用于求解泊松比的应变基于数字图像相关方法(DIC)进行采集。通过对预制裂纹蒙皮试件的撕裂实验,得到了初始裂纹长度、初始裂纹倾斜角度、初始裂纹位置对蒙皮剩余强度的影响。基于DIC获得了在撕裂过程中试件的位移场和应变场。通过获取有一定规律的特征点上的场信息,分析了在撕裂过程中,蒙皮的位移场和应变场的变化规律。然后,将蒙皮简化为正交...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1美国TARS系留飞艇

哈尔滨工业大学硕士学位论文第1章绪论1.1论文研究背景及意义飞艇内部充有密度比空气轻的气体，是使用较早的航空器之一[1]。与传统的翼型飞机和螺旋桨飞机不同，飞艇使用浮力控制其升降。这些浮力通过飞艇囊体内的气体提供。艇体设计成流线型“泪滴”形状是飞艇最常见的形式，如图1-1....

图1-2蒙皮材料撕裂破坏

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图1-3XFEM的核心思想由于XFEM能够缩短评估工程构件安全寿命的时间和具有较高的计算

哈尔滨工业大学硕士学位论文，用水平集来捕捉裂纹尖端和扩展路径[7]。到目前为止XFEM是唯一预定裂纹传播路径的有限元方法。裂纹可以通过划分单元的内部进行，也就是说裂纹路径与单元网格无关。XFEM功能强大，其可以与CVCCT结合使用，用来模拟分层与体裂纹传播，XFEM....

图1-4XFEM模拟裂纹尖端应力场

图1-3XFEM的核心思想能够缩短评估工程构件安全寿命的时间经使用XFEM法模拟构件的断裂行为借助有限元分析软件计算了双材料界文等[9]采用XFEM计算了单边裂纹和积分计算得到的结果对比。Hedayati合，分析对比了某一航天结构在不同载利用扩展有限元方法预测了....

本文编号：3918324