隨著復(fù)合材料在航天航空領(lǐng)域的成功,以及一些新型船舶對減重和聲、磁性能要求的不斷提高,以層合玻璃纖維布為面板、硬質(zhì)泡沫為芯材的夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)因其比強度高、低磁性和可設(shè)計性等優(yōu)點,已被稱為極具發(fā)展前景的新型結(jié)構(gòu)功能材料,在艦船結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛。為了進一步地提高夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計性能,安全性和經(jīng)濟性,需要對此種結(jié)構(gòu)的極限承載力進行充分的研究。然而夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的斷裂事故往往是在低于材料強度的情況下發(fā)生的,主要原因就是由于面板和芯體材料屬性的不連續(xù),在制造和服役過程中不可避免的出現(xiàn)裂紋和損傷,面/芯界面失效是夾芯復(fù)合材料最為普遍的損傷形式,同時也是造成結(jié)構(gòu)力學(xué)性能發(fā)生大幅退化的主要原因。因此對面/芯界面的力學(xué)性能進行分析和合理的模擬和評估是十分必要的�；趶椝苄詳嗔蚜W(xué)發(fā)展起來的內(nèi)聚力理論由于可以同時預(yù)測裂紋的萌生和擴展,還避免了裂紋尖端的應(yīng)力奇異性,廣泛的應(yīng)用于界面裂紋的擴展模擬中。因此采用內(nèi)聚力理論對界面的力學(xué)行為進行模擬,并且在夾芯復(fù)合材料的極限強度分析中考慮界面脫粘對結(jié)構(gòu)強度的影響是十分有必要的。鑒于此,本文的主要研究工作有以下四個方面:首先,介紹了內(nèi)聚力模型的原理和不同... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

維斯比級隱身護衛(wèi)艦

更好的耐腐蝕性以對應(yīng)復(fù)雜的海洋環(huán)境，其導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱性能好的特點還適用于救生艇、冷藏船等特殊用途的船舶。此外復(fù)合材料由于具有非磁性，還是建造軍用隱身艦船不可缺少的材料[20]。復(fù)合材料憑借著自身獨有的優(yōu)勢，在船舶修理領(lǐng)域中也占有一席之地[21]。復(fù)合材料正在逐漸改變船舶建造行業(yè)的經(jīng)典標準，目前國內(nèi)外各大船級社都已經(jīng)頒布了有關(guān)復(fù)合材料船的入級和建造規(guī)范�？梢灶A(yù)見在不久的將來，復(fù)合材料將逐漸取代木材和金屬材料在船舶建造中的地位[22,23]。在對復(fù)合材料的研究過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)在保證的相同承載能力的前提下，復(fù)合材料采用夾芯結(jié)構(gòu)時其重量要遠遠的小于傳統(tǒng)的實體的層狀結(jié)構(gòu)。人們將采用夾芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料稱為夾芯復(fù)合材料，其是一種由上、下面板和芯體膠接而成的多相材料結(jié)構(gòu)形式，如圖 1.2 所示：

Polyurethane，PUR）、聚醚酰亞胺(Polyetherimide，PEI) 及聚甲基丙烯酰亞 polymethacrylimide，PMI) 等[30]。PVC 樹脂是目前船用夾芯復(fù)合材料中應(yīng)用得最廣泛的芯材材料，根據(jù)其范圍的不同，可分為非交聯(lián) PVC 樹脂（又稱線性 PVC）和交聯(lián) PVC 樹脂。所謂交聯(lián)指的是在 PVC 樹脂的成型過程中在氯乙烯單體聚合體系中加入雙烯和多烯的交聯(lián)劑。與未交聯(lián)的 PVC 樹脂相比，交聯(lián) PVC 樹脂的強度和都較高，只是韌性較低，在船舶行業(yè)中通常用于強度要求較高的地方如艙壁板和上層建筑等。未交聯(lián)的 PVC 樹脂則具有良好的韌性、耐疲勞性能、抗性能和能量吸收能力，因此常用于船底板和舭部這種受沖擊載荷較大的構(gòu)部位。3）夾芯復(fù)合材料的力學(xué)特點一、夾芯結(jié)構(gòu)在載荷傳遞上的方式與工字梁相似，上下面板強度高、模，且分布在遠離中性軸的位置主要承受面內(nèi)拉壓應(yīng)力，相當于工字梁中的翼板，輕質(zhì)的芯材夾在上下表層之間并分散剪切應(yīng)力，類似于工字梁中的（如圖 1.3）。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于內(nèi)聚力模型的改性雙基推進劑斷裂特性研究[J]. 鄭健,余家泉,周長省,賈登.  推進技術(shù). 2016(11)
[2]泡沫夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的研究進展[J]. 徐竹.  合成材料老化與應(yīng)用. 2016(04)
[3]復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)T型接頭拉伸性能研究[J]. 徐云研,程小全,張紀奎,酈正能.  工程力學(xué). 2015(07)
[4]面板厚度對復(fù)合材料夾層梁整體及局部彎曲力學(xué)性能影響[J]. 張富賓,劉偉慶,齊玉軍,方海.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2015(05)
[5]復(fù)合材料在海洋船舶中的應(yīng)用[J]. 施軍,黃卓.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2012(S1)
[6]基于Abaqus的有限元漸進損傷強度分析[J]. 孔祥宏,王志瑾.  計算機應(yīng)用與軟件. 2012(10)
[7]船舶復(fù)合材料國外最新進展[J]. 司衛(wèi)華.  塑料工業(yè). 2011(06)
[8]基于Hashin準則的單層板漸進失效分析[J]. 劉勇,陳世健,高鑫,康興無.  裝備環(huán)境工程. 2010(01)
[9]Z-pin增強對泡沫夾層結(jié)構(gòu)彎曲和振動性能的影響[J]. 杜龍,矯桂瓊,黃濤,李朝光.  材料科學(xué)與工藝. 2009(06)
[10]Z-pins對層合復(fù)合材料非對稱分層增韌作用參數(shù)分析——Ⅰ型層間韌性[J]. 孫先念,劉書田.  復(fù)合材料學(xué)報. 2009(05)

博士論文
[1]玻璃纖維增強樹脂基復(fù)合材料的細觀破壞研究[D]. 孫麗莉.山東大學(xué) 2009
[2]含損傷復(fù)合材料夾層板和加筋板的損傷擴展與破壞研究[D]. 白瑞祥.大連理工大學(xué) 2002

碩士論文
[1]復(fù)合材料夾芯板沉頭螺栓連接的強度研究[D]. 陳夏良.武漢理工大學(xué) 2016
[2]混雜纖維復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)靜載下數(shù)值模擬[D]. 王孟孟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]內(nèi)聚力模型的分析及有限元子程序開發(fā)[D]. 黃劉剛.鄭州大學(xué) 2010



本文編號：3314929