復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于船舶上層建筑及其內(nèi)部結(jié)構(gòu),勢必會帶來復(fù)合材料與鋼質(zhì)甲板間的連接可靠性問題。連接結(jié)構(gòu)是船體結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),其性能特征關(guān)系到整船的安全,因此,本文以船用復(fù)合材料與金屬連接問題為研究背景,通過設(shè)計新型復(fù)合材料與金屬混雜連接接頭,研究連接接頭在靜力和疲勞載荷下的強(qiáng)度特性、失效模式、疲勞壽命等力學(xué)性能,為船舶復(fù)合材料連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計及實(shí)際應(yīng)用等提供有益的參考。首先,進(jìn)行了混雜連接接頭的構(gòu)型設(shè)計。通過綜合考慮混雜連接接頭的選材和設(shè)計原則,選擇以平面編織玻璃纖維復(fù)合材料面板,PVC泡沫夾芯,船用921A鋼等作為接頭主要材料;采用雙剪的螺栓連接結(jié)構(gòu)形式,并以夾芯結(jié)構(gòu)理論為基礎(chǔ),按照螺栓連接結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接頭的尺寸設(shè)計,最終完成了H型混雜連接接頭的構(gòu)型設(shè)計工作。然后,針對H型混雜連接接頭進(jìn)行了有限元仿真分析。利用有限元分析軟件Abaqus建立了H型混雜連接接頭的有限元模型,并定義了適用于本文平面編織復(fù)合材料的三維Hashin損傷判別準(zhǔn)則,得到了接頭的應(yīng)力分布,極限承載能力以及損傷失效模式等。接下來對接頭開展了靜態(tài)特性研究。通過三組靜態(tài)試驗件得到的極限承載力、失效破壞模式、應(yīng)變分... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 復(fù)合材料連接技術(shù)及研究
        1.2.2 復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的研究
        1.2.3 復(fù)合材料連接接頭的研究
        1.2.4 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡析
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 H型混雜連接接頭構(gòu)型設(shè)計及仿真分析
    2.1 引言
    2.2 復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)
        2.2.1 夾芯結(jié)構(gòu)理論分析方法
        2.2.2 夾芯結(jié)構(gòu)理論工程算法
        2.2.3 夾芯結(jié)構(gòu)破壞模式
    2.3 接頭選材原則
    2.4 接頭設(shè)計原則
    2.5 接頭構(gòu)型設(shè)計
    2.6 接頭有限元建模
        2.6.1 幾何模型
        2.6.2 網(wǎng)格劃分
        2.6.3 接觸與邊界條件
    2.7 損傷失效判別
        2.7.1 失效準(zhǔn)則選取
        2.7.2 剛度退化模型
        2.7.3 漸進(jìn)失效分析過程
    2.8 有限元分析結(jié)果
    2.9 本章小結(jié)
第3章 H型混雜連接接頭靜態(tài)特性研究
    3.1 引言
    3.2 靜態(tài)試驗過程
        3.2.1 試驗設(shè)備
        3.2.2 試件及工裝
        3.2.3 試驗步驟
    3.3 靜態(tài)試驗結(jié)果
        3.3.1 載荷位移曲線
        3.3.2 試件破壞模式
        3.3.3 應(yīng)變分布情況
    3.4 試驗結(jié)果與有限元結(jié)果對比
    3.5 接頭強(qiáng)度影響參數(shù)分析
        3.5.1 層板厚度參數(shù)影響
        3.5.2 螺栓孔徑參數(shù)影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 H型混雜連接接頭疲勞特性研究
    4.1 引言
    4.2 疲勞試驗研究
        4.2.1 試驗條件
        4.2.2 疲勞測試過程
    4.3 疲勞試驗結(jié)果
        4.3.1 疲勞試驗結(jié)果
        4.3.2 疲勞失效模式分析
        4.3.3 應(yīng)變變化情況
    4.4 剩余強(qiáng)度試驗
        4.4.1 試驗結(jié)果
        4.4.2 破壞模式
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]碳纖維層合板與鋁合金板機(jī)械連接釘載分配研究[D]. 張冠彪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]復(fù)合材料—鈦合金機(jī)械連接結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測研究[D]. 蘇睿.上海交通大學(xué) 2013
[5]復(fù)合材料泡沫夾層板極限承載能力研究[D]. 史文華.上海交通大學(xué) 2011
[6]復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制備及其力學(xué)性能分析[D]. 王華吉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[7]鋁蜂窩夾層板的力學(xué)性能等效模型研究[D]. 趙金森.南京航空航天大學(xué) 2006



本文編號：3648543