復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)由于具有比強度高、比模量大、可設(shè)計性強、阻尼和吸能等特點,被廣泛應(yīng)用于航空航天構(gòu)件、軍艦殼體、高速列車車廂及建筑材料。然而復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)、安裝、服役等過程中容易受到外來不可預(yù)知形狀物體的撞擊,如鳥、冰雹、沙石的碰撞,會使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生肉眼不可觀測到的損傷（比如芯材坍塌或壓碎損傷）,從而會降低結(jié)構(gòu)的強度和使用壽命,對結(jié)構(gòu)的安全使用造成潛在威脅。因此,有必要對其在靜態(tài)或者動態(tài)載荷下的變形和沖擊行為進行研究,為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計能夠提供理論參考依據(jù)。本文主要在ABAQUS有限元分析軟件中建立三維PVC泡沫碳纖維/環(huán)氧樹脂夾芯板有限元模型。采用三維Hashin失效準(zhǔn)則預(yù)測面板的初始失效模式、零厚度的界面粘結(jié)單元模擬不同界面間的層間損傷、可壓碎泡沫塑性模型模擬PVC泡沫芯材的塑性應(yīng)變行為。結(jié)合文獻中的實驗研究結(jié)果驗證了建模方法的有效性及模型的可行性。然后分析了兩種接觸算法和相互作用區(qū)域網(wǎng)格大小對接觸力-位移曲線、內(nèi)能和耗散能及分層面積大小的影響。同時分析了芯材厚度、沖頭形狀、混雜纖維面板對耗散能和層間損傷面積大小的影響。分析結(jié)果表明:（1）通用接觸和面面接觸作用下,面面接觸更... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料
        1.1.1 夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料背景
        1.1.2 夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料分類及特點
    1.2 復(fù)合材料夾芯板國內(nèi)外研究進展
    1.3 復(fù)合材料夾芯板低速沖擊有限元模擬分析
    1.4 本文研究的意義
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 復(fù)合材料夾芯板低速沖擊損傷理論
    2.1 復(fù)合材料夾芯板面板層內(nèi)損傷模型
    2.2 界面粘結(jié)單元
    2.3 可壓碎泡沫模型
        2.3.1 彈性和塑性行為
        2.3.2 可壓碎泡沫體積硬化模型
第三章 PVC泡沫夾芯板低速沖擊數(shù)值模擬分析
    3.1 建模過程
        3.1.1 模型的構(gòu)建及獨立網(wǎng)格的劃分
        3.1.2 材料屬性的定義
        3.1.3 模型部件的裝配及分析步的確定
        3.1.4 相互作用的設(shè)置
        3.1.5 網(wǎng)格單元類型的定義
    3.2 模型有效性驗證
    3.3 結(jié)果與分析
    3.4 模擬參數(shù)的影響
        3.4.1 接觸算法對沖擊響應(yīng)的影響
        3.4.2 沖擊區(qū)域網(wǎng)格尺寸對低速沖擊響應(yīng)的影響
        3.4.3 芯材厚度的影響
        3.4.4 沖頭形狀的影響
    3.5 小結(jié)
第四章 混雜纖維面板的夾芯板低速沖擊響應(yīng)有限元分析
    4.1 芳綸纖維面板有限元分析
    4.2 混雜纖維層面板的設(shè)計
    4.3 混雜面板模型的構(gòu)建
        4.3.1 獨立網(wǎng)格的生成
        4.3.2 材料屬性和定義邊界條件
        4.3.3 網(wǎng)格單元類型的定義
    4.4 面板不同混雜方式的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
    5.1 結(jié)論
    5.2 不足
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]復(fù)合材料層合板低速沖擊損傷分析的連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)模型[J]. 李念,陳普會.  力學(xué)學(xué)報. 2015(03)
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碩士論文
[1]沖擊狀態(tài)下泡沫夾芯板的模擬及實驗研究[D]. 吳宏宇.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)低速沖擊后的面內(nèi)力學(xué)性能研究[D]. 譚年富.上海交通大學(xué) 2012
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[4]復(fù)合材料泡沫夾層板極限承載能力研究[D]. 史文華.上海交通大學(xué) 2011
[5]整體中空夾層復(fù)合材料低速沖擊性能的研究[D]. 周紅濤.江南大學(xué) 2009



本文編號：3332277