【摘要】：纖維增強樹脂基復合材料在制造過程中容易產(chǎn)生纖維褶皺缺陷。纖維褶皺會削弱復合材料層合板的力學性能,對壓縮強度的影響尤為顯著。因此有必要對含纖維褶皺層合板在壓縮載荷下的破壞規(guī)律進行研究。本文通過理論分析和數(shù)值模擬,對含纖維褶皺復合材料層合板的力學性能進行研究,對其在壓縮載荷下的漸進損傷進行模擬,分析其剩余壓縮強度與褶皺參數(shù)的關(guān)系。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)首先基于三維熱傳導理論,對纖維褶皺引起樹脂積聚的層合板進行瞬態(tài)熱傳導數(shù)值模擬,分析樹脂積聚區(qū)的幾何參數(shù)對層合板熱阻變化率的影響及層合板表面對比溫度的變化規(guī)律,并通過實驗驗證熱成像技術(shù)對樹脂積聚進行檢測的可行性。發(fā)現(xiàn)層合板的熱阻變化率隨樹脂積聚區(qū)面積比的增加而線性增大,當面積比為0.278%時,對比溫度峰值約為46mK。(2)對含均勻褶皺、梯級褶皺和局部褶皺層合板的等效彈性常數(shù)進行了理論分析,并對均勻褶皺和梯級褶皺兩種情形的層合板在軸向壓縮下的漸進損傷數(shù)值模擬。結(jié)果表明,在所有的等效彈性系數(shù)中E_x和G_(xz)對A/L的變化最為敏感;均勻褶皺層合板的四種損傷均發(fā)生在褶皺波波峰及波谷的兩側(cè),其中分層損傷和基纖剪切發(fā)生最早,層合板的壓縮強度隨著A/L的增大呈非線性下降,當A/L=0.2時,壓縮強度折減為無褶皺壓縮強度的11%;梯級褶皺層合板的基纖剪切損傷和分層損傷均發(fā)生在最大錯位角處,纖維損傷發(fā)生在以波峰為中心的區(qū)域以及最大錯位角處。(3)對含單個和兩個樹脂積聚區(qū)的纖維褶皺層合板在軸向壓縮作用下的漸進損傷分別進行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,正應力最大值主要發(fā)生在樹脂積聚區(qū)的頂部和底部(即褶皺波的波峰和波谷處),而切應力最大值主要發(fā)生在最大錯位角處;單個樹脂積聚區(qū)的情形下,纖維斷裂主要發(fā)生在樹脂積聚區(qū)的頂部和底部,而分層損傷則出現(xiàn)在最大錯位角處,壓縮強度隨樹脂積聚區(qū)高度的增大呈非線性下降,當H約為27.8%的板厚時,壓縮強度降為無缺陷層合板的77.5%;含兩個樹脂積聚區(qū)的層合板在兩個積聚區(qū)中心的連線處形成扭結(jié)帶,在扭結(jié)帶處發(fā)生嚴重的纖維斷裂和分層損傷;同時在兩個樹脂積聚區(qū)的頂部或底部最靠近層合板邊緣處發(fā)生纖維斷裂。
【圖文】：

纖維褶皺的幾何參數(shù)

圖 1.2 均勻纖維褶皺 圖 1.3 梯級纖維褶皺2( ) sinxw x AL (1-4)，A 和 L 分別為褶皺波的幅值和波長。褶皺錯位角θ與波幅 A 及波長 L 的關(guān)系為
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33

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本文編號：2691913