隔板增强复合材料泡沫夹芯梁剪切性能研究
本文选题:复合材料夹芯梁 切入点:泡沫夹芯 出处:《南京工业大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:泡沫夹芯复合材料结构具有质量轻、强度大、刚度大等显著优点,目前已经应用于航天航空、船舶等领域。本文所研究的隔板增强泡沫-复合材料夹芯梁是由常温共固化成型的夹芯板切割而成,以玻璃纤维复合材料作为面层和隔板,以PU泡沫为芯材;隔板增强型式有三种,分别为横隔板增强、纵向隔板增强以及双向隔板增强。在横向剪切荷载作用下,泡沫夹芯梁的主要破坏模式为芯材剪切破坏和界面剥离破坏,采用隔板增强方法,将隔板、泡沫夹芯和面层形成有机整体,有利于夹芯梁的界面构造。本文通过试验研究、理论分析和数值模拟,对隔板增强复合材料泡沫夹芯梁三点弯作用下的受剪性能进行了研究,主要研究内容及结论如下:(1)通过三点弯剪切试验,测定泡沫密度为150kg/m3的横隔板增强夹芯梁的剪切性能,通过与无增强夹芯梁进行对比,分析横隔板增强对夹芯梁抗剪性能的影响,以及不同横隔板间距的不同影响效果。(2)在泡沫密度为150kg/m3的横隔板增强夹芯梁的剪切性能研究基础上,选择两种有效的横隔板间距,进一步测量泡沫密度为60kg/m3的横隔板增强夹芯梁的剪切性能,并与无增强夹芯梁进行对比,详细分析横隔板增强对夹芯梁抗剪性能的增强效果及局限;同时,鉴于横向隔板增强方式在抗剪性能上的局限,对另外两种不同方向的隔板增强:纵向与双向隔板增强的夹芯梁进行三点弯试验。(3)基于Hoff理论分析夹芯结构,采用Timoshenko梁理论,考虑弯曲变形和剪切变形的共同影响,通过几何法和能量法,推导横隔板增强梁在线弹性段的挠度和刚度;同时,采用三种不同的破坏准则或者破坏模式的对应公式得到极限承载力的简化计算公式,对横隔板及纵向隔板增强的夹芯梁进行承载力分析,运用UNSYS有限元建模,将其结果与理论解及试验值进行比较分析。
[Abstract]:The foam sandwich composite structure has many advantages, such as light weight, high strength, high stiffness and so on. It has been used in aerospace and aviation at present. In the field of ship and so on. The membrane reinforced foam-composite sandwich beam studied in this paper is cut from the sandwich board of common solidification molding at room temperature. The glass fiber composite material is used as the surface layer and the partition board, and the pu foam is used as the core material. There are three types of strengthening type of diaphragm, which are transverse diaphragm strengthening, longitudinal diaphragm strengthening and bidirectional diaphragm strengthening. Under transverse shear load, the main failure modes of foam sandwich beams are core shear failure and interface stripping failure. By using the method of partition reinforcement, the partition, foam sandwich and surface layer are formed as an organic whole, which is beneficial to the interface structure of the sandwich beam. In this paper, by means of experimental study, theoretical analysis and numerical simulation, The shear behavior of composite foam sandwich beam reinforced by diaphragm under three point bending is studied. The main contents and conclusions are as follows: 1) the shear behavior of sandwich beam reinforced by transverse partition with foam density of 150 kg / m ~ 3 is measured by three-point bending shear test. By comparing with the non-reinforced sandwich beam, the influence of transverse diaphragm reinforcement on the shear resistance of sandwich beam and the different effects of different transverse diaphragm spacing on the shear behavior of sandwich beam reinforced by transverse diaphragm with foam density of 150 kg / m ~ 3 were analyzed. Two effective transverse spacers were selected to further measure the shear behavior of sandwich beams with foam density of 60 kg / m ~ 3, and compared with those of non-reinforced sandwich beams. This paper analyzes in detail the enhancement effect and limitation of transverse diaphragm reinforcement to the shear resistance of sandwich beam, and in view of the limitation of shear performance of transverse diaphragm reinforcement, Three point bending tests are carried out on the sandwich beams reinforced by longitudinal and bidirectional separators in two different directions. Based on the Hoff theory, the sandwich structure is analyzed. The Timoshenko beam theory is adopted to consider the joint effects of bending deformation and shear deformation. Through geometric method and energy method, the deflection and stiffness of the elastic section of the beam strengthened by transverse diaphragm are deduced, and the simplified formula of ultimate bearing capacity is obtained by using three different failure criteria or the corresponding formula of failure mode. The bearing capacity of sandwich beams reinforced by transverse and longitudinal separators is analyzed. The results are compared with theoretical solutions and experimental values by using UNSYS finite element method.
【学位授予单位】:南京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB33
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 梁森,陈花玲,梁天锡;圆柱形胞元蜂窝夹芯板梁理论的研究[J];复合材料学报;2005年02期
2 宋克非;宋驰;宋惠萌;;蜂窝夹芯板家具制造技术的新发展[J];国际木业;2008年02期
3 王永林;纤维板复面纸蜂窝夹芯板门生产工艺[J];木材工业;1988年02期
4 程小全,寇长河,郦正能;复合材料蜂窝夹芯板低速冲击损伤研究[J];复合材料学报;1998年03期
5 程小全,寇长河,郦正能;复合材料夹芯板低速冲击后弯曲及横向静压特性[J];复合材料学报;2000年02期
6 张广平,戴干策;复合材料蜂窝夹芯板及其应用[J];纤维复合材料;2000年02期
7 陈红军,李劲松,王莉;浅谈彩色夹芯板[J];西部探矿工程;2004年07期
8 李红,韩静涛;复合蜂窝夹芯板的防弹机理及其应用[J];兵器材料科学与工程;2004年06期
9 杨莹;;性能更佳的3D夹芯板制造[J];玻璃钢;2012年01期
10 张向,许晶月;复合材料夹芯板组合单元有限元分析[J];郑州大学学报(自然科学版);1995年01期
相关会议论文 前10条
1 郑瑾;张其林;;建筑用夹芯板研究新进展[A];首届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2006年
2 郑瑾;张其林;;建筑用夹芯板研究综述[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
3 刘春川;李凤明;;几何非线性夹芯板结构的冲击振动特性研究[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年
4 苏幼坡;徐悦;苏静萍;;混凝土夹芯板内力与变形分析[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1997年
5 罗振彪;赵彤;戴自强;;新型预应力混凝土夹芯板的开发研究[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
6 ;金属面夹芯板安装及验收规程(征求意见稿)[A];绝热隔音材料轻质建筑板材新产品新技术论文集[C];2003年
7 ;金属面夹芯板安装及验收规程 征求意见稿[A];2005年绝热隔音材料轻质建筑板材新技术新产品论文集[C];2005年
8 ;金属面夹芯板安装及验收规程 条文说明[A];2005年绝热隔音材料轻质建筑板材新技术新产品论文集[C];2005年
9 徐悦;苏幼坡;;预应力砼夹芯板正截面承载力分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1998年
10 查晓雄;秦培成;余敏;;金属面夹芯板均布面荷载作用下挠度计算公式的研究[A];2008中国绝热隔音材料协会年会论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前4条
1 文心;《建筑用金属面绝热夹芯板》国家标准即将问世[N];中国建材报;2008年
2 中华人民共和国住房和城乡建设部;地震灾区过渡安置房建设技术导则(试行)[N];中国建设报;2008年
3 驻河南记者 秦军舰;多功能彩钢隔热夹芯板复合流水线投产[N];中国建材报;2003年
4 袁正雄 邹志超;决不让安置点群众第二次受灾[N];人民公安报·消防周刊;2014年
相关博士学位论文 前7条
1 王海忠;夹芯板的冷弯薄壁型钢面层板在泡沫芯层支承下的屈曲性能研究[D];西安建筑科技大学;2001年
2 栾旭;金属蜂窝夹芯板疲劳和冲击力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 徐朝阳;木质复合蜂窝夹芯材料性能的研究[D];南京林业大学;2007年
4 田伟;夹芯纺织结构及其复合材料的研究[D];东华大学;2008年
5 宋滨娜;金属泡沫铝夹芯板的制备与力学性能研究[D];东北大学;2012年
6 孙直;碳纤维夹芯材料/结构界面破坏及界面增韧的多尺度研究[D];大连理工大学;2014年
7 李鑫;强动载荷作用下多孔金属夹芯方板的动态力学行为研究[D];太原理工大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 亓歌;轻质复合材料点阵夹芯板的连接设计及性能表征[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 张利猛;复合材料蜂窝夹芯板力学性能及稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
3 周雪清;平面夹芯板统一理论及圆弧夹芯板抗弯性能分析[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 张晓浩;PVC泡沫浮板等的水库防蒸发节水试验及轻质复合夹芯板的研发[D];新疆农业大学;2015年
5 王慧;隔板增强复合材料泡沫夹芯梁剪切性能研究[D];南京工业大学;2015年
6 关童;混凝土夹芯板非线性有限元分析[D];天津大学;2006年
7 胡金萍;蜂窝夹芯板动态力学行为研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 葛培培;基于能带理论的周期夹芯板振动传播特性研究[D];北京交通大学;2012年
9 李旌豪;三轴格栅夹芯板结构性能试验研究[D];中南林业科技大学;2012年
10 赖余东;蜂窝体胞尺寸对夹芯板性能的影响研究[D];南昌航空大学;2012年
,本文编号:1618942
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/1618942.html