鋼/尼龍夾層板的壓縮力學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-02 19:26
夾層板是一種特殊的復(fù)合材料,通常是三明治結(jié)構(gòu),由比較薄的面板與比較厚的芯材膠接而成,具有質(zhì)量輕、比剛度與比強(qiáng)度大、抗失穩(wěn)能力強(qiáng)、耐疲勞、吸音和隔熱等優(yōu)點(diǎn)。但是截至目前,大多數(shù)研究集中在蜂窩夾層板和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,研究以新型材料為芯材的夾層板的工作較少。為此,本文采用具有優(yōu)良力學(xué)性能的PA66型尼龍作為芯材合成鋼/尼龍夾層板,并對(duì)其在準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下的壓縮力學(xué)性能進(jìn)行了研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容和方法包括:(1)鋼材面板和尼龍芯材的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸力學(xué)性能研究。設(shè)計(jì)了準(zhǔn)靜態(tài)拉伸的實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)定了鋼材和尼龍芯材在準(zhǔn)靜態(tài)條件下的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。通過實(shí)驗(yàn)獲得了鋼材和芯材的屈服強(qiáng)度,彈性模量等參數(shù),為后續(xù)的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)和仿真提供了必不可少的參數(shù)。(2)基于準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn),測(cè)得面板、尼龍以及不同厚度比的夾層板之應(yīng)力應(yīng)變曲線,通過曲線擬合得到了夾層板的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮本構(gòu)模型,該模型與夾層板的厚度比相關(guān),在厚度比為0.12的范圍內(nèi)具有較高的精度,可用于預(yù)測(cè)此類夾層板的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系,從而指導(dǎo)夾層板的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。(3)鋼/尼龍夾層板動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能研究。利用江蘇科技大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 芯材的選用原則
1.3 尼龍材料概述與選型
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.4.1 夾層板理論研究現(xiàn)狀
1.4.2 夾層板工程應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.5 本文的主要研究工作
1.5.1 研究思路簡(jiǎn)介
1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容和方法
第二章 實(shí)驗(yàn)原理、裝置與試樣制備
2.1 概述
2.2 準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)
2.2.1 微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)
2.2.2 材料的拉伸
2.2.3 材料的壓縮
2.3 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)
2.3.1 SHPB實(shí)驗(yàn)裝置介紹
2.3.2 SHPB實(shí)驗(yàn)原理
2.3.3 SHPB系統(tǒng)的慣性效應(yīng)和端面平行度分析
2.4 試樣的設(shè)計(jì)與制備
2.4.1 夾層板試樣總體設(shè)計(jì)
2.4.2 面板及芯材準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)試樣的設(shè)計(jì)
2.4.3 夾層板實(shí)驗(yàn)試樣設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第三章 鋼/尼龍夾層板的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能研究
3.1 概述
3.2 面板的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能
3.2.1 屈服強(qiáng)度及彈性模量測(cè)定
3.2.2 泊松比測(cè)定
3.3 尼龍芯材的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能
3.3.1 屈服強(qiáng)度及彈性模量測(cè)定
3.3.2 泊松比測(cè)定
3.4 夾層板的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能
3.4.1 夾層板準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試樣
3.4.2 夾層板壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線
3.4.3 夾層板準(zhǔn)靜態(tài)壓縮本構(gòu)關(guān)系的初步建立
3.4.4 擬合曲線的驗(yàn)證
3.4.5 夾層板準(zhǔn)靜態(tài)壓縮本構(gòu)模型的確立
3.4.6 夾層板準(zhǔn)靜態(tài)壓縮本構(gòu)關(guān)系的驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第四章 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究
4.1 概述
4.2 面板的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能
4.2.1 面板動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
4.2.2 面板動(dòng)態(tài)沖擊應(yīng)變率效應(yīng)分析
4.3 尼龍芯材的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能
4.3.1 尼龍芯材動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
4.3.2 尼龍芯材應(yīng)變率效應(yīng)分析
4.4 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能
4.4.1 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
4.4.2 鋼/尼龍夾層板的應(yīng)變率效應(yīng)分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 SHPB實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬方法研究
5.1 概述
5.2 數(shù)值模擬軟件Ansys/Ls-dyna
5.2.1 LS-DYNA簡(jiǎn)介
5.2.2 有限元模型界面接觸
5.3 SHPB實(shí)驗(yàn)的有限元模型
5.3.1 有限元模型建立
5.3.2 有限元材料模型和參數(shù)的確定
5.3.3 應(yīng)變率參數(shù)的確定
5.4 SHPB實(shí)驗(yàn)的有限元數(shù)值模擬
5.4.1 面板有限元模擬結(jié)果分析
5.4.2 尼龍有限元模擬結(jié)果分析
5.4.3 鋼/尼龍夾層板有限元模擬結(jié)果分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)壓縮本構(gòu)模型研究
6.1 概述
6.2 夾層板動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)特性分析
6.2.1 相同夾層板不同應(yīng)變率結(jié)果分析
6.2.2 不同夾層板相同應(yīng)變率結(jié)果分析
6.3 夾層板動(dòng)態(tài)壓縮本構(gòu)模型的建立
6.3.1 Cowper-Symonds本構(gòu)模型
6.3.2 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型
6.3.3 本構(gòu)模型的驗(yàn)證
6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]己內(nèi)酰胺與十二內(nèi)酰胺共聚尼龍的合成[J]. 孫丹丹,李江,任慶佩,潘慶華,馬清芳,郝超偉. 杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[2]復(fù)合材料結(jié)構(gòu)板膠膜熱破機(jī)研制[J]. 魏莉,吳湘,韓妙玲,尉世厚,武海生,宮頊. 航天制造技術(shù). 2014(03)
[3]夾層板復(fù)雜彎曲極限強(qiáng)度性能研究[J]. 于耀,王偉. 中國艦船研究. 2014(03)
[4]尼龍管鉗嵌件強(qiáng)化及應(yīng)力釋放槽的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 戴亞春,陳嵐崴,姜銀方,黃宇,張理. 工具技術(shù). 2014(03)
[5]尼龍/聚氨酯共混材料的研究進(jìn)展[J]. 付鵬,崔喆,張佳陽,劉民英,張韶紅,趙清香. 高分子材料科學(xué)與工程. 2014(01)
[6]航天航空泡沫夾層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J]. 胡培. 玻璃鋼. 2013(04)
[7]納米尺寸馬來酸酐共聚微球作為尼龍6/線性低密度聚乙烯體系增容劑的研究[J]. 王磊,呂蘭香,楊萬泰. 高分子學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]Q235鋼真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線研究[J]. 田芳,劉財(cái)喜,劉芳,羅武,鄧瑞基,陳勝銘,羅迎社. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]復(fù)合材料層合板在低速?zèng)_擊作用下的損傷分析[J]. 張麗,李亞智,張金奎. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2010(05)
[10]軌道車輛三明治板結(jié)構(gòu)的有限元建模方法研究[J]. 沈臻弘,趙洪倫. 電力機(jī)車與城軌車輛. 2007(01)
博士論文
[1]SHPB實(shí)驗(yàn)技術(shù)若干問題研究[D]. 陶俊林.中國工程物理研究院 2005
碩士論文
[1]PMI泡沫殼體夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及力學(xué)性能研究[D]. 劉峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]復(fù)合材料夾層板船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法研究[D]. 黃柳生.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號(hào):3472259
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 芯材的選用原則
1.3 尼龍材料概述與選型
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.4.1 夾層板理論研究現(xiàn)狀
1.4.2 夾層板工程應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.5 本文的主要研究工作
1.5.1 研究思路簡(jiǎn)介
1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容和方法
第二章 實(shí)驗(yàn)原理、裝置與試樣制備
2.1 概述
2.2 準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)
2.2.1 微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)
2.2.2 材料的拉伸
2.2.3 材料的壓縮
2.3 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)
2.3.1 SHPB實(shí)驗(yàn)裝置介紹
2.3.2 SHPB實(shí)驗(yàn)原理
2.3.3 SHPB系統(tǒng)的慣性效應(yīng)和端面平行度分析
2.4 試樣的設(shè)計(jì)與制備
2.4.1 夾層板試樣總體設(shè)計(jì)
2.4.2 面板及芯材準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)試樣的設(shè)計(jì)
2.4.3 夾層板實(shí)驗(yàn)試樣設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第三章 鋼/尼龍夾層板的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能研究
3.1 概述
3.2 面板的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能
3.2.1 屈服強(qiáng)度及彈性模量測(cè)定
3.2.2 泊松比測(cè)定
3.3 尼龍芯材的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能
3.3.1 屈服強(qiáng)度及彈性模量測(cè)定
3.3.2 泊松比測(cè)定
3.4 夾層板的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能
3.4.1 夾層板準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試樣
3.4.2 夾層板壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線
3.4.3 夾層板準(zhǔn)靜態(tài)壓縮本構(gòu)關(guān)系的初步建立
3.4.4 擬合曲線的驗(yàn)證
3.4.5 夾層板準(zhǔn)靜態(tài)壓縮本構(gòu)模型的確立
3.4.6 夾層板準(zhǔn)靜態(tài)壓縮本構(gòu)關(guān)系的驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第四章 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究
4.1 概述
4.2 面板的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能
4.2.1 面板動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
4.2.2 面板動(dòng)態(tài)沖擊應(yīng)變率效應(yīng)分析
4.3 尼龍芯材的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能
4.3.1 尼龍芯材動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
4.3.2 尼龍芯材應(yīng)變率效應(yīng)分析
4.4 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能
4.4.1 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
4.4.2 鋼/尼龍夾層板的應(yīng)變率效應(yīng)分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 SHPB實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬方法研究
5.1 概述
5.2 數(shù)值模擬軟件Ansys/Ls-dyna
5.2.1 LS-DYNA簡(jiǎn)介
5.2.2 有限元模型界面接觸
5.3 SHPB實(shí)驗(yàn)的有限元模型
5.3.1 有限元模型建立
5.3.2 有限元材料模型和參數(shù)的確定
5.3.3 應(yīng)變率參數(shù)的確定
5.4 SHPB實(shí)驗(yàn)的有限元數(shù)值模擬
5.4.1 面板有限元模擬結(jié)果分析
5.4.2 尼龍有限元模擬結(jié)果分析
5.4.3 鋼/尼龍夾層板有限元模擬結(jié)果分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)壓縮本構(gòu)模型研究
6.1 概述
6.2 夾層板動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)特性分析
6.2.1 相同夾層板不同應(yīng)變率結(jié)果分析
6.2.2 不同夾層板相同應(yīng)變率結(jié)果分析
6.3 夾層板動(dòng)態(tài)壓縮本構(gòu)模型的建立
6.3.1 Cowper-Symonds本構(gòu)模型
6.3.2 鋼/尼龍夾層板的動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型
6.3.3 本構(gòu)模型的驗(yàn)證
6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]己內(nèi)酰胺與十二內(nèi)酰胺共聚尼龍的合成[J]. 孫丹丹,李江,任慶佩,潘慶華,馬清芳,郝超偉. 杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[2]復(fù)合材料結(jié)構(gòu)板膠膜熱破機(jī)研制[J]. 魏莉,吳湘,韓妙玲,尉世厚,武海生,宮頊. 航天制造技術(shù). 2014(03)
[3]夾層板復(fù)雜彎曲極限強(qiáng)度性能研究[J]. 于耀,王偉. 中國艦船研究. 2014(03)
[4]尼龍管鉗嵌件強(qiáng)化及應(yīng)力釋放槽的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 戴亞春,陳嵐崴,姜銀方,黃宇,張理. 工具技術(shù). 2014(03)
[5]尼龍/聚氨酯共混材料的研究進(jìn)展[J]. 付鵬,崔喆,張佳陽,劉民英,張韶紅,趙清香. 高分子材料科學(xué)與工程. 2014(01)
[6]航天航空泡沫夾層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J]. 胡培. 玻璃鋼. 2013(04)
[7]納米尺寸馬來酸酐共聚微球作為尼龍6/線性低密度聚乙烯體系增容劑的研究[J]. 王磊,呂蘭香,楊萬泰. 高分子學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]Q235鋼真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線研究[J]. 田芳,劉財(cái)喜,劉芳,羅武,鄧瑞基,陳勝銘,羅迎社. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]復(fù)合材料層合板在低速?zèng)_擊作用下的損傷分析[J]. 張麗,李亞智,張金奎. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2010(05)
[10]軌道車輛三明治板結(jié)構(gòu)的有限元建模方法研究[J]. 沈臻弘,趙洪倫. 電力機(jī)車與城軌車輛. 2007(01)
博士論文
[1]SHPB實(shí)驗(yàn)技術(shù)若干問題研究[D]. 陶俊林.中國工程物理研究院 2005
碩士論文
[1]PMI泡沫殼體夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及力學(xué)性能研究[D]. 劉峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]復(fù)合材料夾層板船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法研究[D]. 黃柳生.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號(hào):3472259
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