【摘要】：采用數(shù)值仿真與少量試驗相結(jié)合的方法成為研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)耐撞性及其破壞機理的一個有效途徑。因此,探索與試驗數(shù)據(jù)相吻合的復(fù)合材料薄壁吸能結(jié)構(gòu)仿真建模方法是一項具有重要意義的研究工作。本文以復(fù)合材料薄壁吸能結(jié)構(gòu)壓潰吸能數(shù)據(jù)為依據(jù),分析了LS-Dyna軟件中MAT_054號增強復(fù)合材料損傷模型的仿真建模方法,并基于數(shù)值模擬的方法對幾何尺寸和鋪層方式變化對T700/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料薄壁圓管吸能特性的影響進行了研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)對T700/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料熱壓成型的復(fù)合材料圓管薄壁結(jié)構(gòu)進行了準靜態(tài)壓潰試驗,獲得其承載能力、失效模式和吸能能力等參數(shù),為復(fù)合材料薄壁吸能結(jié)構(gòu)的耐撞性設(shè)計提供參考依據(jù),同時也為本文后面的數(shù)值模擬仿真建模方法提供所需要的實驗數(shù)據(jù)。(2)以T700/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料圓管為研究對象,在LS-Dyna軟件中基于Chang-Chang失效準則采用MAT_054材料模型建立準靜態(tài)壓潰仿真模型,在驗證有限元模型準確性的基礎(chǔ)上進行材料模型參數(shù)和仿真建模關(guān)鍵參數(shù)分析,研究復(fù)合材料薄壁吸能結(jié)構(gòu)的仿真建模方法。(3)在對比試驗數(shù)據(jù)獲得仿真結(jié)果較為準確的限元模型基礎(chǔ)上,針對徑厚比、徑高比等復(fù)合材料薄壁圓管幾何尺寸變化對其吸能特性的影響進行了研究分析。(4)研究纖維鋪層方式(鋪層角度和鋪層比例)變化對復(fù)合材料圓管吸能特性影響。獲得理想有限元仿真模型后,更改纖維鋪層方式(鋪層角度和鋪層比例),對纖維鋪層方式變化對其吸能特性影響進行研究分析。
[Abstract]:The combination of numerical simulation and a few experiments is an effective way to study the crashworthiness and failure mechanism of composite structures. Therefore, it is of great significance to explore the simulation modeling method for thin wall energy absorption structure of composite materials in accordance with the experimental data. Based on the energy absorption data of thin-walled composite materials, the simulation modeling method of damage model of MAT_054 reinforced composite material in LS-Dyna software is analyzed in this paper. Based on the numerical simulation method, the effects of geometric size and layering mode on the energy absorption characteristics of T700 / epoxy composite thin wall tubes were studied. The main contents of this paper are as follows: (1) Quasi-static crushing tests were carried out on the thin wall composite pipe structure formed by hot pressing of T700 / epoxy resin prepreg. The parameters such as bearing capacity, failure mode and energy absorption capacity were obtained. It provides a reference for the design of the crashworthiness of the composite thin wall energy absorption structure, and also provides the experimental data for the numerical simulation modeling method. (2) take the T700 / epoxy composite pipe as the research object. Based on the Chang-Chang failure criterion in LS-Dyna software, the quasi-static crushing simulation model is established by using the MAT_054 material model. The parameters of the material model and the key parameters of the simulation model are analyzed on the basis of verifying the accuracy of the finite element model. The simulation modeling method of composite thin wall energy absorption structure is studied. (3) on the basis of comparing the experimental data to obtain the more accurate finite element model of the simulation results, aiming at the ratio of diameter to thickness, The influence of diameter-height ratio on the energy absorption characteristics of thin walled composite tubes was studied. (4) the influence of fiber layering (angle and proportion of laminates) on the energy absorption characteristics of composite tubes was studied. After obtaining the ideal finite element simulation model, the influence of fiber layering mode on the energy absorption characteristics is studied and analyzed by changing the fiber layering mode (the angle and the proportion of layers).
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33

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本文編號：2407623