本文關(guān)鍵詞：FRP拉擠型材層間斷裂力學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：纖維增強復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)因其比強度高、比剛度大、可設(shè)計性等優(yōu)點首先被應(yīng)用于航空工業(yè),近年來逐步運用于建設(shè)工程領(lǐng)域。隨著高性能纖維生產(chǎn)成本的大幅度下降、產(chǎn)品性能漸趨穩(wěn)定,纖維增強復(fù)合材料的應(yīng)用范圍更加廣泛,需求量也顯著增加。復(fù)合材料用量的增加促進了復(fù)合材料力學(xué)的發(fā)展。為保證復(fù)合材料使用的可靠性,必須解決其破壞規(guī)律及強度準則問題,因此復(fù)合材料斷裂力學(xué)就成為大家最關(guān)心的研究課題之一。眾所周知,線彈性斷裂力學(xué)對預(yù)示均質(zhì)各向同性材料的斷裂規(guī)律取得了極大的成功。但是對于纖維復(fù)合材料這樣的非均質(zhì)各向異性材料,線彈性斷裂力學(xué)只在極有限的情況適用。FRP拉擠型材是由單層板組成的層合結(jié)構(gòu)材料,層間斷裂是其主要的損傷形式。目前主要采用宏觀力學(xué)中的經(jīng)典層合板理論對該材料進行強度和破壞研究。隨著層合板厚度的增加,僅假設(shè)材料處于平面應(yīng)力狀態(tài)而忽視材料實際處于三維應(yīng)力狀態(tài)且層間應(yīng)力較大的客觀情況已然不合實際。本文提出了一種新的非線性斷裂分析模型,并運用該模型研究厚型纖維增強復(fù)合材料Ⅰ型斷裂破壞。這種分析模型采用三維細觀力學(xué)模型分析裂紋擴展過程中所呈現(xiàn)出來的非線性材料行為。本文通過裂紋試樣的斷裂試驗來預(yù)測和驗證極限荷載和裂紋擴展行為。試驗中的試樣為市場上常用的玻璃纖維／環(huán)氧樹脂厚型FRP拉擠型復(fù)合材料,試驗結(jié)果可以證明非線性本構(gòu)關(guān)系模型分析材料斷裂行為的適用性。試驗采用偏心荷載,單邊切口拉伸(ESE(T))即緊湊拉伸試樣測量拉擠型復(fù)合材料Ⅰ型斷裂韌度。材料非線性和裂紋擴展等因素對材料性能的影響可以通過上述模型進行分析研究。材料的正交各向異性對應(yīng)力強度因子的影響可通過虛擬裂紋閉合法求解。試驗和理論分析計算結(jié)果支持采用ESE (T)試樣測量材料的Ⅰ型斷裂韌度。本研究的實驗和分析結(jié)果所形成的公式可以作為材料結(jié)構(gòu)設(shè)計的斷裂分析的參考工具。同時還通過三點彎曲斷裂試驗以及斷裂能的逆推公式確定了斷裂能與縫高比、裂縫尖端寬度的線性擬合關(guān)系,并建立了材料的雙線性軟化關(guān)系模型參數(shù)與實驗結(jié)果的方程。
【關(guān)鍵詞】：纖維增強復(fù)合材料 三維細觀力學(xué)模型 非線性本構(gòu)關(guān)系 斷裂響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU599
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-23
• 1.1. 研究背景7-11
• 1.1.1 FRP拉擠型材材料及其種類7
• 1.1.2 FRP拉擠型材的制造方法7-8
• 1.1.3 FRP拉擠型材的構(gòu)造形式8-10
• 1.1.4 FRP材料及其工藝特點10-11
• 1.2. 文獻綜述11-19
• 1.2.1. 本節(jié)引論11-12
• 1.2.2. 國內(nèi)研究綜述12-16
• 1.2.3. 國外研究綜述16-19
• 1.3. 研究內(nèi)容19-20
• 1.4. 技術(shù)路線20-21
• 1.5. 研究意義21-23
• 2 材料特性及本構(gòu)關(guān)系模型23-33
• 2.1. 材料簡介23-24
• 2.2. 細觀力學(xué)模型應(yīng)用公式24-28
• 2.2.1. 粗紗層代表單元26-27
• 2.2.2. 雙軸布代表單元模型27-28
• 2.2.3. 數(shù)值計算方法28
• 2.3. 材料試驗28-29
• 2.4. 細觀力學(xué)模型校準29-30
• 2.5. 初始剛度和非線性響應(yīng)的預(yù)測30-33
• 3 Ⅰ型斷裂韌性分析33-41
• 3.1. 試驗裝置和試件制備33-37
• 3.2. 材料正交各向異性的影響37-40
• 3.3. 本章小結(jié)40-41
• 4 材料軟化關(guān)系研究41-49
• 4.1. 計算模型41-43
• 4.1.1. 雙線性軟化本構(gòu)關(guān)系41-42
• 4.1.2. 斷裂能的確定42-43
• 4.2. 三點彎曲斷裂試驗43-48
• 4.2.1. 試驗材料與試件制作43-44
• 4.2.2. 試驗裝置44
• 4.2.3. 試驗結(jié)果分析44-48
• 4.3. 本章小結(jié)48-49
• 5 結(jié)論和進一步的研究49-51
• 5.1. 結(jié)論49-50
• 5.2. 下一步研究方向50-51
• 參考文獻51-57
• 個人簡介57-58
• 導(dǎo)師簡介58-59
• 獲獎成果目錄59-60
• 致謝60

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張明艷,劉勝平;拉擠用新型酚醛樹脂的研究[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報;1998年06期

2 駱青涼;;美國玻璃鋼拉擠產(chǎn)品在建筑上應(yīng)用增加[J];建材工業(yè)信息;1990年11期

3 蔣春華;拉擠玻璃鋼暨發(fā)展動態(tài)[J];江蘇建材;1999年02期

4 苑明媛;;關(guān)于拉擠玻璃纖維增強塑料桿拉伸性能的測試[J];試驗技術(shù)與試驗機;2002年Z1期

5 馮鵬;田野;覃兆平;;纖維增強復(fù)合材料拉擠型材桁架橋靜動力性能研究[J];工業(yè)建筑;2013年06期

6 董永祺;單跨長15米拉擠RP橋[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;1993年04期

7 孫家林,張勤河,吳春麗;玻璃鋼格柵制品拉擠模具的研制[J];模具工業(yè);2001年09期

8 唐愛霞;拉擠玻璃鋼及成型工藝的市場開發(fā)前景[J];建材工業(yè)信息;1995年17期

9 朱波,李仲偉,劉建軍,蔡華u&;碳纖維/環(huán)氧拉擠過程流變特性的研究[J];山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2002年01期

10 董永祺;;國內(nèi)土法拉擠FRP生產(chǎn)線二例[J];建材工業(yè)信息;1992年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方敏;;拉擠工藝現(xiàn)狀及最新工藝進展[A];中國玻璃鋼原材料市場暨玻璃鋼最新技術(shù)工藝高層論壇論文集[C];2009年

2 許培圣;吳永新;鄒紅梅;;拉擠原材料的選用及工藝探索[A];第十一屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

3 鄧海岸;;提高質(zhì)量、降低成本、開發(fā)市場——拉擠工藝之希望所在[A];第十二屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會論文集[C];1997年

4 孔慶寶;丁傳榮;喬學(xué)東;;樹脂基復(fù)合材料拉擠技術(shù)研究新進展及發(fā)展我國拉擠工業(yè)的建議[A];第十三屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會論文集[C];1999年

5 董雨達;王秉權(quán);;拉擠工藝參數(shù)——牽引力[A];第十三屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會論文集[C];1999年

6 顧萬祥;;變壓器撐條拉擠成型工藝研究[A];第十三屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會論文集[C];1999年

7 沈惠平;朱雪峰;裴紅;;冷卻塔用拉擠玻璃鋼型材的研制[A];中國硅酸鹽學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2003年

8 梁平輝;蘇浩;杜厚武;胡世紅;鄧衛(wèi)東;;耐高溫環(huán)氧拉擠樹脂研制與應(yīng)用[A];第十九屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

9 梁平輝;蘇浩;杜厚武;胡世紅;鄧衛(wèi)東;;耐高溫環(huán)氧拉擠樹脂及其復(fù)合材料研究[A];第十六次全國環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會暨學(xué)會西北地區(qū)分會第五次學(xué)術(shù)交流會暨西安粘接技術(shù)協(xié)會學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

10 Michael Connolly;張悅凡;陳紅燕;吳華峰;;基于聚氨酯樹脂及環(huán)氧樹脂的拉擠工藝簡介[A];中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會第十六次年會論文集[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 中國玻璃鋼工業(yè)協(xié)會 陳博;提高創(chuàng)新水平 發(fā)展中國特色復(fù)合材料工業(yè)[N];中國建材報;2006年

2 康莊;原輔材料豐厚 玻鋼新品迭出[N];中國建材報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳幸開;碳纖維增強聚合物基復(fù)合材料拉擠工藝數(shù)值模擬與優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 李鵬;碳纖維/乙烯基酯樹脂拉擠復(fù)合材料的制備及應(yīng)用研究[D];北京化工大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 苗玉飛;水或堿溶液浸泡對碳纖維增強乙烯基酯拉擠板材性能的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 郝信凱;表面涂覆膠黏劑對碳纖維拉擠板材耐濕熱性能的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 楊興瑞;復(fù)合材料半豆莢桿動模先進拉擠技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 任，

本文編號：363497