發(fā)布時(shí)間：2017-09-15 16:38

  本文關(guān)鍵詞：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹問題的二元模型

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【摘要】：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,在航空航天、汽車船舶、土木建筑、體育休閑等方面得到了非常廣泛的應(yīng)用,而其在各種高低溫環(huán)境下的性能研究已成為復(fù)合材料性能研究的一個(gè)重要方向。為分析纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的宏觀熱膨脹行為,在有限元方法的框架內(nèi)建立了相應(yīng)的熱膨脹分析的二元模型。該模型將纖維束簡(jiǎn)化為桿件,只計(jì)入其軸向的變形和應(yīng)力；基體材料和纖維的橫向性能則簡(jiǎn)化為具有等效剛度和熱變形的介質(zhì),采用三維實(shí)體單元模擬,單纖維桿單元和等效介質(zhì)的熱膨脹系數(shù)按應(yīng)變等效的原則確定。桿單元通過多點(diǎn)約束與實(shí)體單元連接成一體,形成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的整體分析模型。等效介質(zhì)分別采用均勻各向同性材料和均勻正交各向異性材料兩種模型分析。通過將該二元模型在ABAQUS軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn),計(jì)算預(yù)測(cè)了單向纖維增強(qiáng)板和層合板的宏觀熱膨脹系數(shù),其結(jié)果與理論預(yù)測(cè)及三維有限元分析結(jié)果基本一致,表明了本文模型、方法的有效性,進(jìn)而分析了纖維體積分?jǐn)?shù)、編織角度、鋪層順序等因素對(duì)復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響�；贏BAQUS用戶子程序開發(fā),將二元模型運(yùn)用到微膨脹構(gòu)件的設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力分析,為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹設(shè)計(jì)以及工程應(yīng)用提供參考。本文將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料二元模型推廣到熱膨脹行為的分析中,研究方法、內(nèi)容與結(jié)果對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的熱膨脹分析以及材料的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 二元模型 熱膨脹系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB332
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹分析概述11-12
• 1.2 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹實(shí)驗(yàn)研究12-14
• 1.3 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹理論分析14-16
• 1.4 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹數(shù)值模擬16-17
• 1.5 紡織復(fù)合材料二元模型17-18
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 2 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹分析的二元模型20-33
• 2.1 幾種熱膨脹系數(shù)預(yù)測(cè)20-21
• 2.2 基于各向同性等效介質(zhì)的二元模型21-24
• 2.3 基于正交各向異性等效介質(zhì)的二元模型24-25
• 2.4 二元模型在ABAQUS軟件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)25-29
• 2.5 二元模型算例29-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 3 單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的熱膨脹分析33-53
• 3.1 有限元計(jì)算模型33-44
• 3.1.1 等效介質(zhì)為各向同性的二元模型34-37
• 3.1.2 等效介質(zhì)為各向異性的二元模型37-40
• 3.1.3 單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料實(shí)體模型40-44
• 3.2 數(shù)值結(jié)果對(duì)比分析44-47
• 3.3 材料參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響47-52
• 3.3.1 纖維體積分?jǐn)?shù)與熱膨脹系數(shù)的關(guān)系47-49
• 3.3.2 不同纖維的熱膨脹系數(shù)49-51
• 3.3.3 不同基體的熱膨脹系數(shù)51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 4 對(duì)稱層合板復(fù)合材料的熱膨脹分析53-65
• 4.1 正交對(duì)稱層合板的宏觀熱膨脹系數(shù)53-55
• 4.2 米字雙正交鋪層方式下的熱膨脹系數(shù)55-57
• 4.3 交叉鋪層層合板熱膨脹系數(shù)與角度關(guān)系57-59
• 4.4 交叉鋪層與單向鋪層組合層合板膨脹系數(shù)59-61
• 4.5 微膨脹層合板鋪層設(shè)計(jì)61-64
• 4.5.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)62
• 4.5.2 具體設(shè)計(jì)方案及結(jié)果62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 5 結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力二元模型分析65-74
• 5.1 帶孔板的熱膨脹計(jì)算65-69
• 5.1.1 有限元建模66-67
• 5.1.2 數(shù)值結(jié)果與分析67-69
• 5.2 帶孔板的復(fù)雜加載計(jì)算69-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 6 總結(jié)和展望74-76
• 6.1 總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 作者簡(jiǎn)歷81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：857697