碳纖維/樹脂基復合材料層合板具有高比模量、高比強度等優(yōu)異的特性,其廣泛使用于飛機蒙皮、耐壓儲罐、運動器械等領(lǐng)域。復合材料連接結(jié)構(gòu),包括復合材料元件之間和復合材料—金屬元件之間的連接,在復合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計中占有重要的地位。大量事實表明,設(shè)計合理的連接設(shè)計,不但能夠滿足使用要求、減輕結(jié)構(gòu)重量,而且可以延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。否則,可能首先在連接處產(chǎn)生破壞,甚至造成重大事故。因此,對復合材料黏結(jié)結(jié)構(gòu)進行強度分析具有十分重要的工程意義。本文通過拉伸試驗和有限元分析兩種方法,對碳纖維/樹脂基復合材料層合板進行了破壞機理的分析。首先通過拉伸試驗,測得層合板在單向拉伸作用下的荷載—位移曲線,并對試件斷口形貌進行了分析。然后建立有限元模型,使用Hashin失效準則和剛度退化模型來判斷材料是否失效和失效后的材料特性。試驗和有限元分析表明,碳纖維/樹脂基復合材料層合板的失效模式主要是纖維拉伸失效、基體拉伸失效以及拉伸分層失效。通過拉伸試驗研究了Z-pins增強碳纖維/樹脂基復合材料黏結(jié)結(jié)構(gòu)在單向拉伸作用下的剪切強度。試驗結(jié)果表明:(1)植入Z-pins會提升黏結(jié)結(jié)構(gòu)的強度;(2)在一定條件下,增加體積分數(shù)由于會...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

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圖1.2T型接頭在拉伸荷載下的裂紋擴展過程

圖1.2T型接頭在拉伸荷載下的裂紋擴展過程D.D.RCartié[26]的研究表明，Z-pins增強碳纖維樹脂基復合材料層合板合型開裂作用下的失效過程是一個復雜的組合過程。其中有基體的開裂和纖維的斷裂以及Z-pins的拔出等過程。L.WByrd[27]和EGr....

圖2.3不計荷載偏心影響的單面膠接搭接頭剪應(yīng)力和內(nèi)力分布示意圖

(c)T1分布(d)T2分布圖2.3不計荷載偏心影響的單面膠接搭接頭剪應(yīng)力和內(nèi)力分布示意圖2.2.2考慮荷載偏心影響的彈性內(nèi)力

圖3.2試件LS-3-1（上）和試件LS-3-2（下）

圖3.2試件LS-3-1（上）和試件LS-3-2（下）

圖3.3試件LS-4-1（上）和LS-4-2（下）

圖3.3試件LS-4-1（上）和LS-4-2（下）.2試驗過程拉伸試驗在西安建筑科技大學力學試驗室的CSS-88100萬能試驗機上進試驗機最大加載荷載為100kN。試驗設(shè)計以《ASTMD3039/D3039M高分子

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