FRP复合材料蜂窝结构面外受压时局部屈曲显式分析
发布时间：2020-12-19 20:58
复合材料蜂窝结构（Composite Honeycomb Structures）是一种用途非常广泛的新型材料,它具有比重小,相对高的弯曲刚度,具有良好的吸能及隔热、隔声性能等诸多特点。在航空领域,蜂窝材料是夹层板芯层的首选材料。蜂窝结构的材料还广泛应用于汽车以及土木工程领域,典型的三明治结构就是在两块面板之间用较轻的蜂窝夹芯分隔开。纤维增强树脂复合材料蜂窝结构（FRP Honeycombs）在承受面外载荷时,通常会在达到材料强度破坏之前发生局部屈曲。然而由于蜂窝结构的几何性质较为复杂且具有自重复的特性,FRP蜂窝结构局部屈曲性能的理论分析较少。本文运用瑞利-里茨法和离散板理论对FRP蜂窝结构的局部屈曲问题进行了深入研究,推导出复合材料板连接处的旋转约束刚度新公式,运用旋转约束刚度新公式对FRP蜂窝结构进行局部屈曲分析,获得了计算FRP蜂窝结构局部屈曲临界载荷的显式表达式,为FRP蜂窝结构面外受压时的局部屈曲前设计提供了理论依据。本文研究的具体内容如下:（1）基于金属材料的结构稳定性理论,推导出正交各向异性薄壁型材各板连接处的旋转约束刚度近似表达式。将新公式首先运用于箱型结构的屈曲分析,...
【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】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 复合材料蜂窝结构概论
1.1.2 复合材料蜂窝结构的特点
1.1.3 复合材料蜂窝结构在桥梁上的应用
1.2 国内外研究进展和现状
1.3 选题的目的和意义
1.4 本文主要研究内容
第二章 正交各向异性蜂窝夹芯的稳定性分析理论
2.1 正交各向异性夹层板的理论
2.1.1 正交各向异性夹层板的基本方程
2.1.2 正交各向异性蜂窝夹芯的夹层板
2.2 经典层合板理论
2.2.1 层合板的基本假设
2.2.2 层合板的应力和应变关系
2.2.3 层合板的合力及合力矩
2.3 正交各向异性板小挠度屈曲理论
2.3.1 复合材料薄板屈曲的基本概念
2.3.2 正交各向异性板小挠度屈曲控制方程
2.4 本章小结
第三章 旋转约束下正交各向异性板局部屈曲研究
3.1 离散板分析方法
3.2 FRP箱型结构的局部屈曲分析
3.2.1 瑞利-里茨法
3.2.2 旋转约束板局部屈曲公式的推导
3.3 旋转约束刚度的理论推导
2-α 为负的正交各向异性材料"> 3.3.1 u2-α 为负的正交各向异性材料
2-α 为正的正交各向异性材料"> 3.3.2 u2-α 为正的正交各向异性材料
3.4 参数研究
3.4.1 材料属性的参数研究
3.4.2 截面属性的参数研究
3.4.3 箱型结构纵横比的参数研究
3.5 本章小结
第四章 FRP蜂窝结构局部屈曲分析
4.1 FRP蜂窝结构各面板连接处旋转约束刚度的计算
4.1.1 叠加原理计算第一类六边形蜂窝结构旋转约束刚度的可行性研究
4.1.2 第二类六边形蜂窝结构的局部屈曲研究
4.2 三种等壁厚FRP蜂窝结构局部屈曲分析
4.2.1 六边形蜂窝结构局部屈曲的参数研究
4.2.2 矩形蜂窝结构局部屈曲的参数研究
4.2.3 三角形蜂窝结构局部屈曲的参数研究
4.3 三种不等壁厚FRP蜂窝结构局部屈曲分析
4.3.1 不等壁厚六边形蜂窝结构
4.3.2 不等壁厚矩形蜂窝结构
4.3.3 不等壁厚三角形蜂窝结构
4.4 FRP蜂窝结构局部屈曲设计步骤
4.5 本章小结
第五章 全文总结
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料蜂窝夹层结构的总体稳定性研究[J]. 杜正兴,薛应举,刘洪权. 强度与环境. 2014(04)
[2]复合材料型材腹板局部屈曲分析[J]. 刘庆辉,乔丕忠,徐吉峰,陆孜子. 力学季刊. 2013(04)
[3]蜂窝夹芯结构吸波性能的有限元计算分析[J]. 邱克鹏,吴晨,张卫红. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2013(09)
[4]复合材料格栅结构稳定性与优化分析[J]. 陈书华,刘勇琼,刘建超. 宇航材料工艺. 2012(03)
[5]基于有限元法的蜂窝夹层结构稳定性研究[J]. 张铁亮,丁运亮,金海波. 复合材料学报. 2012(03)
[6]垂直载荷作用下蜂窝纸板的非线性屈曲分析[J]. 曾广胜,江太君,刘跃军,陈挺. 包装学报. 2010(01)
[7]蜂窝芯体材料面外等效弹性模量预测与分析[J]. 赵剑,谢宗蕻,安学峰,张明,刘刚,马宏毅. 航空材料学报. 2008(04)
[8]GFRP桥面板在公路桥梁上的应用[J]. 苏明. 内蒙古公路与运输. 2007(03)
[9]几种纤维增强塑料复合材料的发展现状与趋势[J]. 张伏,杨欣,佟金. 华中农业大学学报. 2005(S1)
[10]蜂窝夹芯板的热学与力学特性分析[J]. 唐羽烨,薛明德. 复合材料学报. 2005(02)
本文编号：2926564
【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】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 复合材料蜂窝结构概论
1.1.2 复合材料蜂窝结构的特点
1.1.3 复合材料蜂窝结构在桥梁上的应用
1.2 国内外研究进展和现状
1.3 选题的目的和意义
1.4 本文主要研究内容
第二章 正交各向异性蜂窝夹芯的稳定性分析理论
2.1 正交各向异性夹层板的理论
2.1.1 正交各向异性夹层板的基本方程
2.1.2 正交各向异性蜂窝夹芯的夹层板
2.2 经典层合板理论
2.2.1 层合板的基本假设
2.2.2 层合板的应力和应变关系
2.2.3 层合板的合力及合力矩
2.3 正交各向异性板小挠度屈曲理论
2.3.1 复合材料薄板屈曲的基本概念
2.3.2 正交各向异性板小挠度屈曲控制方程
2.4 本章小结
第三章 旋转约束下正交各向异性板局部屈曲研究
3.1 离散板分析方法
3.2 FRP箱型结构的局部屈曲分析
3.2.1 瑞利-里茨法
3.2.2 旋转约束板局部屈曲公式的推导
3.3 旋转约束刚度的理论推导
2-α 为负的正交各向异性材料"> 3.3.1 u2-α 为负的正交各向异性材料
2-α 为正的正交各向异性材料"> 3.3.2 u2-α 为正的正交各向异性材料
3.4 参数研究
3.4.1 材料属性的参数研究
3.4.2 截面属性的参数研究
3.4.3 箱型结构纵横比的参数研究
3.5 本章小结
第四章 FRP蜂窝结构局部屈曲分析
4.1 FRP蜂窝结构各面板连接处旋转约束刚度的计算
4.1.1 叠加原理计算第一类六边形蜂窝结构旋转约束刚度的可行性研究
4.1.2 第二类六边形蜂窝结构的局部屈曲研究
4.2 三种等壁厚FRP蜂窝结构局部屈曲分析
4.2.1 六边形蜂窝结构局部屈曲的参数研究
4.2.2 矩形蜂窝结构局部屈曲的参数研究
4.2.3 三角形蜂窝结构局部屈曲的参数研究
4.3 三种不等壁厚FRP蜂窝结构局部屈曲分析
4.3.1 不等壁厚六边形蜂窝结构
4.3.2 不等壁厚矩形蜂窝结构
4.3.3 不等壁厚三角形蜂窝结构
4.4 FRP蜂窝结构局部屈曲设计步骤
4.5 本章小结
第五章 全文总结
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料蜂窝夹层结构的总体稳定性研究[J]. 杜正兴,薛应举,刘洪权. 强度与环境. 2014(04)
[2]复合材料型材腹板局部屈曲分析[J]. 刘庆辉,乔丕忠,徐吉峰,陆孜子. 力学季刊. 2013(04)
[3]蜂窝夹芯结构吸波性能的有限元计算分析[J]. 邱克鹏,吴晨,张卫红. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2013(09)
[4]复合材料格栅结构稳定性与优化分析[J]. 陈书华,刘勇琼,刘建超. 宇航材料工艺. 2012(03)
[5]基于有限元法的蜂窝夹层结构稳定性研究[J]. 张铁亮,丁运亮,金海波. 复合材料学报. 2012(03)
[6]垂直载荷作用下蜂窝纸板的非线性屈曲分析[J]. 曾广胜,江太君,刘跃军,陈挺. 包装学报. 2010(01)
[7]蜂窝芯体材料面外等效弹性模量预测与分析[J]. 赵剑,谢宗蕻,安学峰,张明,刘刚,马宏毅. 航空材料学报. 2008(04)
[8]GFRP桥面板在公路桥梁上的应用[J]. 苏明. 内蒙古公路与运输. 2007(03)
[9]几种纤维增强塑料复合材料的发展现状与趋势[J]. 张伏,杨欣,佟金. 华中农业大学学报. 2005(S1)
[10]蜂窝夹芯板的热学与力学特性分析[J]. 唐羽烨,薛明德. 复合材料学报. 2005(02)
本文编号：2926564
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