復(fù)合材料的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,由早期用于簡(jiǎn)單輕巧的非承力部件逐漸擴(kuò)展到用于大規(guī)模的復(fù)雜承力構(gòu)件。在這些大型復(fù)合材料構(gòu)件中不可避免需要進(jìn)行連接裝配,而在結(jié)構(gòu)連接中,傳統(tǒng)的機(jī)械連接仍被大量采用,其強(qiáng)度對(duì)于構(gòu)件安全工作至關(guān)重要。在機(jī)械連接區(qū)域,復(fù)合材料主要受到螺栓、鉚釘?shù)染o固件的擠壓作用。因此,研究復(fù)合材料的機(jī)械連接擠壓特性對(duì)于復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)件安全設(shè)計(jì)具有重要意義。本文從試驗(yàn)及數(shù)值模擬的角度研究碳/環(huán)氧編織復(fù)合材料擠壓行為,主要成果如下:（1）在同等條件下,單釘雙剪連接的擠壓強(qiáng)度明顯比單/雙釘單剪連接強(qiáng)度更高;雙釘單剪則比單釘單剪連接有更高的破壞載荷,而載荷的提升,使得層合板凈截面拉應(yīng)力顯著增強(qiáng),導(dǎo)致層合板更容易發(fā)生凈截面拉伸破壞。（2）溫濕度環(huán)境對(duì)復(fù)合材料單釘雙剪擠壓性能有較大影響,與室溫干態(tài)環(huán)境（RTD）相比,高溫濕熱環(huán)境下,層合板發(fā)生初始損傷時(shí)的擠壓強(qiáng)度降低了23.4%,極限強(qiáng)度下降了21.6%;低溫干態(tài)環(huán)境下,其擠壓強(qiáng)度相較于室溫干態(tài)環(huán)境提高了16.68%,結(jié)構(gòu)件具有更高的安全裕度。（3）層合板0°鋪層中的主要損傷形式為纖維壓縮以及少量纖維拉伸損傷、基體拉壓損傷、纖維基體剪切損傷,... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究意義及背景
    1.2 碳纖維編織復(fù)合材料
    1.3 復(fù)合材料機(jī)械連接
        1.3.1 復(fù)合材料機(jī)械連接破壞模式
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 機(jī)械連接試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.4.2 復(fù)合材料擠壓理論及數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究主要內(nèi)容
第2章 復(fù)合材料及連接相關(guān)理論
    2.1 引言
    2.2 復(fù)合材料層合板力學(xué)理論
        2.2.1 各向異性材料本構(gòu)模型
        2.2.2 單層板強(qiáng)度及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
        2.2.3 經(jīng)典層合板理論
        2.2.4 開孔層合板理論
    2.3 漸進(jìn)損傷分析方法
        2.3.1 漸進(jìn)損傷理論
        2.3.2 材料失效準(zhǔn)則
        2.3.3 材料退化方案
    2.4 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合材料層合板擠壓性能試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 單釘雙剪擠壓響應(yīng)試驗(yàn)研究
        3.2.1 試件及設(shè)備
        3.2.2 試驗(yàn)環(huán)境
        3.2.3 試驗(yàn)設(shè)備
        3.2.4 試驗(yàn)方法
        3.2.5 擠壓應(yīng)力和應(yīng)變
        3.2.6 典型擠壓響應(yīng)
    3.3 溫濕環(huán)境對(duì)單釘雙剪擠壓性能的影響
        3.3.1 RTD室溫干態(tài)環(huán)境
        3.3.2 ETW高溫濕熱環(huán)境
        3.3.3 CTD低溫干態(tài)環(huán)境
        3.3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 沉孔單釘單剪連接試驗(yàn)
        3.4.1 試驗(yàn)裝置及試件
        3.4.2 試驗(yàn)過程及現(xiàn)象
        3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果及破壞模式分析
    3.5 沉孔雙釘單剪連接試驗(yàn)
        3.5.1 試驗(yàn)裝置及試件
        3.5.2 試驗(yàn)過程及現(xiàn)象
        3.5.3 試驗(yàn)結(jié)果及破壞模式分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 復(fù)合材料層合板擠壓損傷過程有限元分析
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合材料有限元分析方法
        4.2.1 ABAQUS相關(guān)知識(shí)
        4.2.2 ABAQUS軟件用戶定義子程序
    4.3 單釘雙剪擠壓有限元模型
        4.3.1 幾何模型
        4.3.2 材料屬性
        4.3.3 材料方向
        4.3.4 網(wǎng)格劃分
        4.3.5 邊界條件及相互作用
        4.3.6 調(diào)用子程序
    4.4 結(jié)果分析
        4.4.1 數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
    4.5 復(fù)合材料層合板層內(nèi)損傷與擴(kuò)展
        4.5.1 層合板 0°層的損傷擴(kuò)展情況
        4.5.2 層合板 45°層的損傷擴(kuò)展情況
        4.5.3 層合板-45°層的損傷擴(kuò)展情況
        4.5.4 層合板 90°層的損傷擴(kuò)展情況
    4.6 本章小結(jié)
第5章 單釘雙剪擠壓強(qiáng)度影響因素分析
    5.1 引言
    5.2 孔徑板厚比對(duì)擠壓強(qiáng)度的影響
        5.2.1 孔徑板厚比對(duì)擠壓強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究
        5.2.2 有限元數(shù)值模擬分析
        5.2.3 結(jié)論
    5.3 鋪層比例對(duì)擠壓強(qiáng)度的影響
        5.3.1 鋪層比例對(duì)擠壓強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究
        5.3.2 有限元數(shù)值模擬分析
        5.3.3 結(jié)論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非熱壓罐預(yù)浸料T700SC/#2510層板的低速?zèng)_擊損傷特性[J]. 孔德拴,管國(guó)陽(yáng).  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2015(09)
[2]層合板連接結(jié)構(gòu)擠壓強(qiáng)度測(cè)試方法的研究[J]. 劉長(zhǎng)喜,周振功,張博明,王曉宏,白光輝.  材料開發(fā)與應(yīng)用. 2014(02)
[3]基于應(yīng)變能耗散的復(fù)合材料層合板面內(nèi)缺口強(qiáng)度分析CDM模型[J]. 吳義韜,姚衛(wèi)星,吳富強(qiáng),沈浩杰.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]復(fù)合材料單排多釘接頭疲勞損傷失效試驗(yàn)[J]. 朱元林,溫衛(wèi)東,崔海濤.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2012(07)
[5]配合精度對(duì)復(fù)合材料板螺栓接頭強(qiáng)度的影響[J]. 陳曉平,曹增強(qiáng),高星海.  兵器材料科學(xué)與工程. 2011(06)
[6]基于點(diǎn)應(yīng)力破壞準(zhǔn)則的含圓孔樹脂基正交各向異性板的強(qiáng)度計(jì)算[J]. 李成,鐵瑛,鄭艷萍.  高分子材料科學(xué)與工程. 2010(10)
[7]復(fù)合材料缺口強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法研究進(jìn)展[J]. 王超.  江蘇航空. 2009(S1)
[8]基于CDM的復(fù)合材料層合板三維非線性漸進(jìn)損傷分析[J]. 王躍全,童明波,朱書華.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(06)
[9]三維復(fù)合材料層合板漸進(jìn)損傷非線性分析模型[J]. 王躍全,童明波,朱書華.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2009(05)
[10]復(fù)合材料機(jī)械連接強(qiáng)度影響因素的研究進(jìn)展[J]. 王花娟,楊杰,劉新東,劉小建.  材料導(dǎo)報(bào). 2007(S3)

博士論文
[1]復(fù)合材料機(jī)械連接失效分析及強(qiáng)度影響因素研究[D]. 趙美英.西北工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]平紋編織復(fù)合材料連接性能分析[D]. 陳濤.南昌大學(xué) 2015
[2]濕熱環(huán)境下復(fù)合材料層合板的擠壓性能[D]. 陳通文.南昌大學(xué) 2014
[3]復(fù)合材料螺栓連接漸進(jìn)損傷分析與強(qiáng)度預(yù)測(cè)[D]. 朱建輝.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)復(fù)合材料層壓板低速?zèng)_擊損傷特性的影響研究[D]. 陳亞軍.上海交通大學(xué) 2012
[5]基于ANSYS的起落架減震支柱設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 張成玉.南京航空航天大學(xué) 2010
[6]基于UMAT子程序的織物片變形的幾何非線性分析[D]. 唐菁菁.天津大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3113503