碳纖維/樹脂基復(fù)合材料層合板具有高比模量、高比強(qiáng)度等優(yōu)異的特性,其廣泛使用于飛機(jī)蒙皮、耐壓儲(chǔ)罐、運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域。復(fù)合材料連接結(jié)構(gòu),包括復(fù)合材料元件之間和復(fù)合材料—金屬元件之間的連接,在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有重要的地位。大量事實(shí)表明,設(shè)計(jì)合理的連接設(shè)計(jì),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(fù)合材料黏結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析具有十分重要的工程意義。本文通過拉伸試驗(yàn)和有限元分析兩種方法,對碳纖維/樹脂基復(fù)合材料層合板進(jìn)行了破壞機(jī)理的分析。首先通過拉伸試驗(yàn),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(jìn)行了分析。然后建立有限元模型,使用Hashin失效準(zhǔn)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(yàn)和有限元分析表明,碳纖維/樹脂基復(fù)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(yàn)研究了Z-pins增強(qiáng)碳纖維/樹脂基復(fù)合材料黏結(jié)結(jié)構(gòu)在單向拉伸作用下的剪切強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)植入Z-pins會(huì)提升黏結(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度;(2)在一定條件下,增加體積分?jǐn)?shù)由于會(huì)...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.2T型接頭在拉伸荷載下的裂紋擴(kuò)展過程

圖1.2T型接頭在拉伸荷載下的裂紋擴(kuò)展過程D.D.RCartié[26]的研究表明，Z-pins增強(qiáng)碳纖維樹脂基復(fù)合材料層合板合型開裂作用下的失效過程是一個(gè)復(fù)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(jì)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(jì)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(yàn)過程拉伸試驗(yàn)在西安建筑科技大學(xué)力學(xué)試驗(yàn)室的CSS-88100萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)試驗(yàn)機(jī)最大加載荷載為100kN。試驗(yàn)設(shè)計(jì)以《ASTMD3039/D3039M高分子

本文編號：3929279