發(fā)布時間：2017-10-10 16:27

  本文關(guān)鍵詞：2D紡織復合材料整體加筋壁板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究

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【摘要】：先進復合材料結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代飛行器機體上的使用范圍和應(yīng)用比例,已成為衡量新型飛行器設(shè)計先進性的重要指標之一。2D紡織復合材料整體加筋壁板作為一種新穎的輕質(zhì)高效結(jié)構(gòu),研究其穩(wěn)定性,不僅是揭示該新型結(jié)構(gòu)材料力學行為的重要研究內(nèi)容,也是評估其承載能力、確保結(jié)構(gòu)安全需亟待解決的關(guān)鍵問題之一。然而,其復雜的細觀結(jié)構(gòu)顯著增加了該類材料整體結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析的難度,現(xiàn)有研究主要集中于2D紡織復合材料的基本彈性性能預測,對關(guān)于該類材料加筋壁板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究較少。因此,緊扣2D紡織復合材料整體加筋壁板宏細觀結(jié)構(gòu)特征,建立高效的跨尺度力學分析模型,探尋其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及影響規(guī)律,具有重要的學術(shù)價值和工程意義。本文基于雙尺度建模思想,系統(tǒng)研究了2D紡織復合材料壁板及加筋壁板在典型載荷作用下的穩(wěn)定性。首先,細觀尺度上,基于2D紡織復合材料編織工藝,建立了2D二軸1?1和2D三軸編織復合材料的細觀單胞幾何模型,提出了胞元彈性性能分析預測模型。模型預測結(jié)果與試驗結(jié)果吻合,證明了基于胞元預測結(jié)果表征材料宏觀力學性能的有效性,并詳細分析了編織角及纖維體積含量對2D紡織復合材料彈性性能的影響。其次,宏觀尺度上,分別采用解析法和有限元方法,研究了2D二軸1?1和2D三軸編織復合材料壁板的壓、剪屈曲性能,并深入討論了維體積含量、編織角等對壁板壓、剪屈曲特性的影響規(guī)律。同時,論文重點針對兩種典型整體加筋壁板結(jié)構(gòu),采用有限元方法系統(tǒng)研究了其軸壓屈曲和后屈曲行為。經(jīng)驗證,有限元模型預測結(jié)果與試驗結(jié)果較為吻合,表明了所建模型的合理有效性,并系統(tǒng)研究了軸壓下纖維體積含量、編織角、筋條高度等對加筋板屈曲和后屈曲行為的影響規(guī)律,獲取了結(jié)構(gòu)軸壓下的非線性平衡路徑和變形規(guī)律。研究結(jié)果表明,纖維體積含量、寬厚比對壁板屈曲載荷影響較大,而維體積含量、編織角、筋條密度參數(shù)等對加筋板屈曲載荷及后屈曲行為影響顯著。
【關(guān)鍵詞】：2D二軸 2D三軸 雙尺度建模 有限元模型 屈曲 后屈曲
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V214.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 2D紡織復合材料簡介12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 彈性性能研究13-15
• 1.3.2 整體加筋板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究15-16
• 1.3.3 主要問題16
• 1.4 研究目標及內(nèi)容16-17
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)18-30
• 2.1 各向異性材料18-19
• 2.2 復合材料層板理論19-24
• 2.3 屈曲理論24-28
• 2.3.1 線性屈曲解析解24-25
• 2.3.2 非線性屈曲25-28
• 2.4 宏細觀雙尺度建模方法28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 2D紡織復合材料彈性性能研究30-47
• 3.1 引言30
• 3.2 2D三軸編織復合材料細觀胞元結(jié)構(gòu)建模30-33
• 3.2.1 基本假設(shè)30-31
• 3.2.2 細觀胞元參數(shù)31-32
• 3.2.3 單胞參數(shù)化實體模型32-33
• 3.3 2D二軸1×1 編織復合材料細觀胞元結(jié)構(gòu)建模33-36
• 3.3.1 基本假設(shè)33
• 3.3.2 細觀胞元參數(shù)33-35
• 3.3.3 單胞參數(shù)化實體模型35-36
• 3.4 2D紡織復合材料細觀胞元力學建模36-41
• 3.4.1 材料組分本構(gòu)關(guān)系36-37
• 3.4.2 纖維束柔度矩陣37-39
• 3.4.3 細觀胞元彈性常數(shù)39-41
• 3.5 2D紡織復合材料彈性性能預測41-46
• 3.5.1 2D三軸編織復合材料彈性性能預測41-43
• 3.5.2 2D二軸1×1 編織復合材料彈性性能預測43-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 2D紡織復合材料壁板穩(wěn)定性研究47-60
• 4.1 引言47
• 4.2 2D紡織復合材料壁板屈曲分析有限元模型驗證47-50
• 4.2.1 有限元建模47-48
• 4.2.2 有限元模型驗證48-50
• 4.3 壓縮載荷下 2D紡織復合材料壁板屈曲特性分析50-54
• 4.3.1 2D三軸編織復合材料壁板屈曲特性分析50-52
• 4.3.2 2D二軸1×1 編織復合材料壁板屈曲特性分析52-54
• 4.4 剪切載荷下 2D紡織復合材料壁板屈曲特性分析54-58
• 4.4.1 2D三軸編織復合材料壁板屈曲特性分析54-56
• 4.4.2 2D二軸1×1 編織復合材料壁板屈曲特性分析56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第五章 2D紡織復合材料加筋板軸壓穩(wěn)定性研究60-83
• 5.1 引言60
• 5.2 典型 2D紡織復合材料整體加筋板結(jié)構(gòu)型式60-61
• 5.3 2D紡織復合材料加筋板軸壓屈曲、后屈曲分析有限元模型驗證61-64
• 5.3.1 有限元模型建立61-62
• 5.3.2 有限元模型驗證62-64
• 5.4 2D紡織復合材料加筋板軸壓屈曲特性研究64-72
• 5.4.1 2D三軸編織復合材料加筋板軸壓屈曲特性研究64-67
• 5.4.2 2D二軸1×1 編織復合材料加筋板算例設(shè)計67-68
• 5.4.3 2D二軸1×1 編織復合材料加筋板軸壓屈曲特性研究68-72
• 5.5 2D紡織復合材料加筋板軸壓后屈曲特性研究72-82
• 5.5.1 2D三軸編織復合材料加筋板軸壓后屈曲特性研究72-77
• 5.5.2 2D二軸1×1 編織復合材料加筋板軸壓后屈曲特性研究77-82
• 5.6 本章小結(jié)82-83
• 第六章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 全文總結(jié)83
• 6.2 展望83-85
• 致謝85-86
• 參考文獻86-89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 張勁松;余音;汪海;;二維編織復合材料圓柱曲板屈曲性能試驗與有限元分析[J];復合材料學報;2015年03期

2 李俊;矯桂瓊;王波;王剛;;二維編織C/SiC復合材料非線性損傷本構(gòu)模型與應(yīng)用[J];復合材料學報;2013年01期

3 李明;陳秀華;汪海;;二維平紋機織復合材料彈性性能預測的域分解方法[J];復合材料學報;2012年06期

4 張超;許希武;;二維二軸編織復合材料幾何模型及彈性性能預測[J];復合材料學報;2010年05期

5 王立朋,燕瑛;編織復合材料彈性性能的細觀分析及試驗研究[J];復合材料學報;2004年04期

6 吳德隆,沈懷榮;紡織結(jié)構(gòu)復合材料的力學性能研究[J];力學進展;2001年04期

7 燕瑛,丁逸強;二維和三維紡織結(jié)構(gòu)復合材料彈性性能的研究[J];航空學報;1996年S1期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王新峰;機織復合材料多尺度漸進損傷研究[D];南京航空航天大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張旭東;編織型層合結(jié)構(gòu)復合材料力學性能研究[D];蘭州理工大學;2012年

2 屈鵬;二維二軸編織復合材料細觀力學分析[D];山東大學;2009年

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本文編號：1007410