發(fā)布時間：2020-10-24 19:43

　　 復合材料具有比強度高,比剛度大,可設計性等諸多優(yōu)點,廣泛應用于航空航天飛行器結(jié)構(gòu)設計中。然而復合材料結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)制備以及使用過程中,容易受到各類損傷,尤其是各種低速沖擊往往會在層合板內(nèi)部造成諸如纖維斷裂、基體開裂、層間分層等損傷。這些損傷會導致結(jié)構(gòu)承載能力及疲勞性能的大幅下降,對結(jié)構(gòu)的安全使用造成嚴重威脅。因此,開展復合材料層合板低速沖擊后的疲勞損傷擴展研究,對于提高復合材料層合板使用中的安全性,降低維護成本具有重要的工程應用價值。主要的研究內(nèi)容包括:(1)對一種碳纖/環(huán)氧樹脂體系的復合材料層合板進行了低速沖擊試驗和沖擊后的靜壓縮試驗、壓-壓疲勞試驗。用超聲C掃測量了含15J、25J兩種沖擊能量下層合板的疲勞損傷擴展,獲得了疲勞循環(huán)次數(shù)和內(nèi)部損傷面積以及層合板壓縮剛度之間的關系;(2)發(fā)展了復合材料層合板層內(nèi)和層間疲勞損傷和最終失效模型,模型不僅能夠反映復合材料層合板各種損傷形式的演化,還能反映對應損傷機理;(3)對ABAQUS軟件進行二次開發(fā),編寫了用戶自定義材料的損傷分析子程序,實現(xiàn)了參數(shù)建模。并提出了一個包含多層鋪層的塊體單元模型,提高了運算效率;(4)利用建立的有限元模型,對復合材料層合板的低速沖擊和沖擊后疲勞損傷過程進行了模擬,通過對比15J、25J能量沖擊后復合材料壓-壓疲勞損傷擴展的理論預測與試驗結(jié)果,驗證了本文所建模型的合理性,得到了含低速沖擊損傷的復合材料層合板疲勞損傷擴展的規(guī)律;
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

擊損傷在層合板中擴展，從而導致層合板的使用設計中，都以復合材料低速沖擊后的剩余壓縮強擴展并不嚴重。然而，目前減重越來越成為關注能，研究沖擊后的復合材料層合板的壓-壓疲勞損層的復合材料層合板，完成了預制沖擊損傷試驗傷層合板的壓-壓疲勞試驗。試驗過程中仔細觀察試驗結(jié)果，獲得了 15J 和 25J 兩種能量沖擊的復展規(guī)律和疲勞壽命。體系是 EM114-30%-A12 碳纖/環(huán)氧復合材，共 32 層鋪層，其中碳纖維單向預浸料 EM114-關的材料性能數(shù)據(jù)。相關試驗件如下圖 3.1 所示

合復合材料低速沖擊后疲勞損傷數(shù)值模準：D7136/D7136M–05（Standard Test Methorced Polymer Matrix Composite to a Drop-.26mm，試驗在 MTS ZCJ9162 落錘沖擊試重量為 50N。

試驗在 MTS ZCJ9162 落錘沖擊試重量為 50N。圖 3.2 MTS ZCJ9162 落錘沖擊試驗機試驗以及疲勞試驗在南京航空航天大學機70.50 疲勞試驗機上進行，試驗裝置如圖
【參考文獻】

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1 姜曉偉;朱書華;李國弘;徐建;童明波;;含分層缺陷復合材料層合板分層擴展研究[J];航空計算技術;2014年05期

2 寇劍鋒;徐緋;郭家平;許秋蓮;;黏聚力模型破壞準則及其參數(shù)選取[J];機械強度;2011年05期

3 范學領;孫秦;;復合材料分層斷裂判據(jù)及擴展準則研究[J];計算力學學報;2011年03期

4 鄭錫濤;陳浩遠;李澤江;李光亮;;先進復合材料在未來飛行器中的應用[J];航空工程進展;2011年02期

5 喻濺鑒;周儲偉;;復合材料疲勞分層的界面單元模型[J];復合材料學報;2009年06期

6 陳普會,沈真,聶宏;復合材料層壓板沖擊后壓縮剩余強度的統(tǒng)計分析與可靠性評估[J];航空學報;2004年06期

7 顧怡;復合材料拉伸剩余強度及其分布[J];南京航空航天大學學報;1999年02期

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1 黃達飛;復合材料加筋結(jié)構(gòu)低速沖擊損傷分析及參數(shù)化建模[D];南京航空航天大學;2012年

本文編號：2854900