本文關(guān)鍵詞：含負(fù)曲率復(fù)合材料加筋壁板的承載能力研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代飛機(jī)對(duì)氣動(dòng)外形和隱身性能的要求越來越高,含有復(fù)雜曲面的加筋壁板結(jié)構(gòu)被廣泛的運(yùn)用到飛機(jī)設(shè)計(jì)中。本文主要研究了含負(fù)曲率復(fù)合材料加筋壁板的屈曲后屈曲承載能力,此型結(jié)構(gòu)在飛機(jī)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)中應(yīng)用較廣。含負(fù)曲率復(fù)合材料加筋壁板常見的受載形式有壓縮載荷和剪切載荷等,屈曲失穩(wěn)是其主要失穩(wěn)形式。在結(jié)構(gòu)發(fā)生屈曲失穩(wěn)后,繼續(xù)加載,結(jié)構(gòu)仍然有較高的后屈曲承載能力。因此分析含負(fù)曲率復(fù)合材料加筋壁板的后屈曲特性、破壞過程和失效形式有著重要的實(shí)用價(jià)值。本文運(yùn)用有限元軟件Abaqus分別建立了壓縮載荷和剪切載荷下的含負(fù)曲率復(fù)合材料加筋壁板模型。模型基于一階剪切變形理論,并運(yùn)用Cohesive單元模擬了壁板與筋條間的粘結(jié)層。首先進(jìn)行了含負(fù)曲率復(fù)合材料加筋壁板模型的線性屈曲分析,得到了相應(yīng)屈曲模態(tài),并將一階屈曲模態(tài)作為初始損傷引入到后屈曲分析中。選用Hashin準(zhǔn)則和Quads二次應(yīng)力判據(jù)分別對(duì)單層板和粘結(jié)層進(jìn)行失效判斷同時(shí)結(jié)合剛度折減方案,編寫了UMAT材料屬性子程序,對(duì)模型的失效過程和材料的破壞模式進(jìn)行了詳細(xì)分析。研究表明在極限載荷作用下,模型的主要破壞形式為基體拉伸破壞和粘結(jié)層的脫粘破壞。在上述研究基礎(chǔ)上,探討了模型中控制負(fù)曲率成型的兩個(gè)主曲率Kx與Ky的變化對(duì)于承載能力的影響,分析了含負(fù)曲率復(fù)合材料加筋壁板的屈曲載荷和破壞載荷隨著筋條高度、數(shù)目和形式等參數(shù)的變化趨勢(shì)。分析結(jié)果表明,在符合工程設(shè)計(jì)的要求下,適當(dāng)增加筋條高度和筋條數(shù)目均能提高模型的屈曲載荷和破壞載荷。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V214.8
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本文編號(hào)：1299656