【摘要】：纖維金屬加筋壁板作為一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件,在航天航空等諸多工程領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,壁板結(jié)構(gòu)會受到外加載荷的影響,疲勞損傷和屈曲失穩(wěn)是最常出現(xiàn)的失效形式。為確保民機(jī)纖維金屬加筋壁板構(gòu)件的安全使用,工程研發(fā)者需通過試驗(yàn)研究其失效特性并進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn),但試驗(yàn)方法的經(jīng)濟(jì)成本較高,可重復(fù)性差、周期長。為了推動纖維金屬加筋壁板更好的應(yīng)用,本文采用理論方法和有限元模擬方法對該壁板在軸向拉伸和壓縮載荷下的強(qiáng)度進(jìn)行探究分析,建立具有合理性和可行性的壁板強(qiáng)度預(yù)估方法。在理論分析中,通過從復(fù)合材料層板和鋁鋰合金焊接壁板的拉伸強(qiáng)度理論分析著手,依據(jù)復(fù)合材料力學(xué)中彈性模量混合律,建立了大型纖維金屬加筋壁板抗拉強(qiáng)度的理論預(yù)測公式,并驗(yàn)證了理論公式具有一定的準(zhǔn)確性;同時通過對傳統(tǒng)極限載荷法進(jìn)行改進(jìn),推導(dǎo)了纖維金屬加筋壁板軸壓破壞強(qiáng)度理論預(yù)測公式,得到壁板極限承載載荷和壓縮強(qiáng)度預(yù)估值,并與壓縮試驗(yàn)結(jié)果比較可知,理論預(yù)測值比試驗(yàn)值小2.92%。通過ABAQUS有限元軟件對纖維金屬加筋壁板進(jìn)行軸壓仿真分析,得到屈曲損傷載荷和整體破壞載荷,對比可知,該纖維金屬加筋壁板發(fā)生局部屈曲后依然有很大的承載能力,具有很大的后屈曲承載空間,通過輸出失效云圖觀察到壁板結(jié)構(gòu)的軸壓損傷形式主要是長桁間蒙皮的部分屈曲、局部長桁屈曲以及整體壁板失穩(wěn)破壞。同時對壁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拉載模擬分析,將模擬結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對比,相對偏差較小,且輸出的應(yīng)力云圖可以觀察到壁板的高應(yīng)力區(qū),顯示其失效過程,在今后新結(jié)構(gòu)的預(yù)研階段,可以應(yīng)用有限元模擬替代飛機(jī)壁板大型結(jié)構(gòu)件拉伸試驗(yàn),減少預(yù)研的周期和成本,使試驗(yàn)的效率得到提高。此外,本文詳細(xì)探討了長桁高度、厚度、數(shù)量對纖維金屬加筋壁板軸壓極限破壞強(qiáng)度的影響,通過綜合考慮材料利用率和經(jīng)濟(jì)成本后根據(jù)曲線走勢分析,提供了壁板長桁結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V215
【圖文】：

C919總裝

第 1 章 緒論1.1 課題研究背景和意義一個國家的強(qiáng)大需要有航空領(lǐng)域的自主性與高水平，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展也需要有高新技術(shù)的支持[1]。2015 年 11 月 2 日，國產(chǎn)大型商用客機(jī) C919 正式完成總裝下線（圖 1-1、圖 1-2），C919 大型商用客機(jī)的研制成功不僅是我國建設(shè)新型創(chuàng)新型國家與核心競爭力戰(zhàn)略決策的重要體現(xiàn)，同時意味著我國航空航天科技發(fā)展已步入了國際前列。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2722046