發(fā)布時間：2017-12-24 10:04

  本文關(guān)鍵詞：復合材料層合板損傷貼補修理數(shù)值仿真分析　出處：《中國民航大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：補片貼補修理作為一種常見的復合材料結(jié)構(gòu)修理方法,到目前為止,對于采用補片修補的有限元模擬分析,大部分采用三維實體單元來模擬,用實體殼單元的復合材料層合板三維結(jié)構(gòu)的模擬較少,然而在采用三維實體模型對有限元模型進行損傷分析時,在ABAQUS軟件中,需要用戶自行編寫失效準則及剛度退化的規(guī)律,并且很難有一套失效準則及剛度退化規(guī)律都同時適用于不同幾何模型的構(gòu)型,因此在工程應用中,在結(jié)構(gòu)件幾何構(gòu)型相對簡單,采用實體殼單元即可達到精度要求的情況下,選擇實體殼單元進行有限元仿真分析,能夠有效地降低計算時間成本,提高效率。在此背景下,本文使用實體殼單元對復合材料層合板損傷貼補修理進行了數(shù)值仿真分析,對修理后極限強度的影響因素進行了詳細的分析,并對貼補修理構(gòu)型失效模式及損傷擴展歷程進行了探究。首先,本文綜述了研究背景,對貼補模型數(shù)值仿真分析的發(fā)展進行了總結(jié)。從復合材料膠接修理發(fā)展、膠接修理主要類型、步驟及工藝的角度,總結(jié)了前人的工作,并闡述和歸納了力學基礎(chǔ)及損傷理論,為后續(xù)的數(shù)值仿真提供理論依據(jù)。其次,分析了復合材料單元及膠層單元的本構(gòu)關(guān)系,對失效準則及損傷演化也給出了詳細的解釋。根據(jù)相關(guān)的實驗,模擬圓孔形損傷的試驗構(gòu)型,并將計算結(jié)果與實驗值對比,驗證了有效性,同時,基于含孔試件有限元模型,分析了粘性系數(shù)對計算強度的影響,在此基礎(chǔ)上,得出了適合本文所建立有限元的粘性系數(shù)。最后,在經(jīng)驗證的模型的基礎(chǔ)上,發(fā)展了貼補修理的3D有限元模型,在壓縮載荷下,對模型進行了驗證,同時分析了失效模式及損傷擴展過程,對補片的厚度及直徑對極限強度的影響進行了分析,并分析了膠層厚度的影響。隨后,改變了補片鋪層的設(shè)置,分析了在拉伸載荷作用下的失效模式及損傷擴展過程,并對補片厚度及直徑對極限強度的影響作了進一步分析。
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB33

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