發(fā)布時間：2021-02-16 23:20

　　針對復(fù)合材料泡沫夾芯結(jié)構(gòu)在維修結(jié)構(gòu)性能研究方面的缺失,在完成了復(fù)合材料泡沫夾芯板的維修與壓縮性能測試之后,建立了結(jié)構(gòu)有限元分析模型,結(jié)合夾芯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性理論解析模型,并對復(fù)合材料泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的膠接修理壓縮性能進(jìn)行驗證。結(jié)果表明:通過試驗結(jié)果簡化了有限元分析模型中的膠層設(shè)置;應(yīng)用復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性理論解析模型,能夠快速獲得復(fù)合材料夾芯維修結(jié)構(gòu)的側(cè)壓極限載荷上限值;復(fù)合材料泡沫夾芯修理結(jié)構(gòu)的主要側(cè)壓破壞模式為面板一階與二階屈曲失效,該結(jié)果說明復(fù)合材料泡沫夾芯修補(bǔ)結(jié)構(gòu)的有限元模型與解析穩(wěn)定性理論模型的計算精度較高,具有較強(qiáng)的工程實用性。 

【文章來源】：宇航材料工藝. 2020,50(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

維修結(jié)構(gòu)面板破損位置圖

在ANSYS WORKBENCH中建立結(jié)構(gòu)的完整有限元分析模型，復(fù)合材料面采用單層實體建模，泡沫夾芯結(jié)構(gòu)應(yīng)用實體單元模擬，建模完成的修理結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格模型如圖6所示，采用SOLID186六面體單元，劃分網(wǎng)格78 840個，共有344 083個節(jié)點。由于試驗中試件破壞部位主要以面板屈曲與芯體變形為主，通過面板上下表面的應(yīng)變數(shù)據(jù)與破壞模式顯示，修補(bǔ)面母體與補(bǔ)片之間的膠層未出現(xiàn)明顯脫膠失效，因此，在有限元分析模型中膠層結(jié)構(gòu)采用零厚度的接觸分析，應(yīng)用了線性bonded接觸分析進(jìn)行模擬，不考慮膠層失效，重點關(guān)注面板與泡沫芯體的失效情況。

有限元模型計算得到復(fù)合材料夾芯維修結(jié)構(gòu)的前四階特征值與形態(tài)如圖7所示。由特征值計算可知一階與二階、三階、四階的臨界失穩(wěn)載荷分別相差9.28%、14.55%、14.86%。結(jié)合試驗中出現(xiàn)的兩種屈曲形態(tài)（圖8）分析，得到結(jié)論如下：在試件中部失穩(wěn)的形態(tài)與有限元模擬的一階模態(tài)相似，在受壓過程中，試件中部向修補(bǔ)面發(fā)生彎曲，未修補(bǔ)面出現(xiàn)較大變形后出現(xiàn)破壞。在試件端部1/4處失穩(wěn)的形態(tài)與有限元模擬的二階模態(tài)類似，最大變形位置出現(xiàn)在兩端1/4處，未修補(bǔ)面出現(xiàn)較大變形發(fā)生破壞。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]復(fù)合材料蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)損傷及其修理后仿真分析[D]. 華洲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3037076