樹脂基復(fù)合材料在吸濕、脫濕過程中由于纖維和樹脂的濕膨脹性能不匹配會在兩者的粘接界面處產(chǎn)生局部失配應(yīng)力,當(dāng)失配應(yīng)力足夠大時(shí)會導(dǎo)致界面脫粘、基體開裂等損傷,最終可能導(dǎo)致材料的失效。本碩士論文研究了復(fù)合材料損傷對穩(wěn)態(tài)吸濕的影響以及瞬態(tài)吸濕過程中材料濕熱殘余應(yīng)力的變化,主要工作如下:(1)建立了含界面損傷的單向復(fù)合材料三相穩(wěn)態(tài)吸濕理論模型,分析了單向復(fù)合材料橫向有效濕擴(kuò)散系數(shù)(UCTEMD)隨纖維體積分?jǐn)?shù)、界面層厚度以及纖維和界面相吸濕性能的變化規(guī)律。同時(shí),建立了纖維在基體中正六邊形周期排布的細(xì)觀有限元單胞模型進(jìn)行驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn),纖維和界面相的有效濕擴(kuò)散系數(shù)均存在一個(gè)與界面層厚度無關(guān)的臨界值,UCTEMD在此臨界值的兩側(cè)隨纖維體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢相反。(2)建立了含隨機(jī)界面損傷胞元的單向復(fù)合材料層合板穩(wěn)態(tài)吸濕理論模型,分析了UCTEMD在不同胞元損傷密度下的變化規(guī)律。同時(shí),建立了隨機(jī)損傷胞元的細(xì)觀有限元模型進(jìn)行驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn),在一定的胞元損傷密度下,UCTEMD隨損傷胞元不同分布形式的變化波動很小。(3)推導(dǎo)了復(fù)合材料在定常和非定常條件下的一維和二維吸濕模型,并以此為基礎(chǔ)得到了瞬態(tài)吸濕過程中單層板和層合板的濕熱殘余應(yīng)力模型。研究發(fā)現(xiàn),單層板在吸濕過程中,材料表面處區(qū)域的濕殘余壓應(yīng)力逐漸減小,而中部區(qū)域的拉應(yīng)力經(jīng)歷了先增大再減小的過程。層合板在吸濕過程中,各處濕殘余應(yīng)力會一直增大,且熱殘余應(yīng)力的存在會抵消一部分濕殘余應(yīng)力的影響。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TB332

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本文編號：2809882