本文關(guān)鍵詞：2.5維編織復(fù)合材料葉片振動分析方法研究　出處：《南京航空航天大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：2.5維編織復(fù)合材料是目前研究比較熱門的新型結(jié)構(gòu)型復(fù)合材料,它除了具備普通復(fù)合材料質(zhì)輕、比模量和比強度高等特點外,還具有整體性能好,抗分層能力強,可設(shè)計性以及功能結(jié)構(gòu)一體化等突出優(yōu)點,在航空航天等高科技領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以航空發(fā)動機領(lǐng)域的復(fù)合材料葉片為研究對象,從理論和試驗兩方面開展了2.5維編織復(fù)合材料平板葉片的剛度和振動模態(tài)參數(shù)的研究工作,主要研究工作和結(jié)論如下:(1)采用RTM工藝制備多種2.5維編織復(fù)合材料,獲得了注膠充分質(zhì)量良好的復(fù)合材料板件,設(shè)計并制作了2.5維編織復(fù)合材料經(jīng)/緯向拉伸試驗件和經(jīng)/緯向平板葉片振動模態(tài)試驗件。(2)開展了2.5維編織復(fù)合材料拉伸試驗及平板葉片的振動模態(tài)試驗研究,獲得了多種2.5維編織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的經(jīng)/緯向剛度、泊松比以及強度等材料參數(shù);采用了非接觸技術(shù)對2.5維編織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的經(jīng)向和緯向平板葉片進行振動模態(tài)試驗,獲得了有效的振動模態(tài)參數(shù)。(3)基于雙余弦-矩形紗線束截面假設(shè)建立了2.5維編織復(fù)合材料幾何模型,并基于幾何模型提出一種整體單胞模型和一種由表面單胞與內(nèi)部單胞構(gòu)成的雙胞模型,結(jié)合CHAMIS纖維束的性能分析模型和剛度體積平均方法,推導(dǎo)、建立了分別基于整體單胞模型和基于雙胞模型的2.5維編織復(fù)合材料的剛度預(yù)測模型;結(jié)果表明,基于整體單胞模型和雙胞模型的剛度預(yù)測值結(jié)果基本一致,三種不同緯紗層數(shù)的2.5維編織復(fù)合材料板件的剛度預(yù)測與試驗對比吻合較好。(4)提出了分別基于整體單胞模型和基于雙胞模型的均勻化等效力學(xué)模型,推導(dǎo)了2.5維編織復(fù)合材料均勻化等效板的拉伸剛度,彎曲剛度以及振動微分方程。三種不同緯紗層數(shù)的2.5維編織復(fù)合材料經(jīng)向和緯向平板葉片的前四階振動模態(tài)預(yù)測分析和與試驗結(jié)果對比表明:本文所提出的力學(xué)模型的有效性;研究結(jié)果進一步表明,基于雙胞模型的均勻化等效力學(xué)模型的分析精度較好。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V232.4;V250

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本文編號：1308269