復(fù)合材料加筋板是工程中一種常用結(jié)構(gòu),在其軸向壓縮失效過(guò)程中伴隨著纖維、基體、膠層的交替破壞,失效形式較為復(fù)雜。為保證結(jié)構(gòu)的使用安全,需要對(duì)加筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行多失效模式耦合可靠性分析和極限承載能力可靠性分析。因而,如何準(zhǔn)確識(shí)判定各失效模式對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的影響以及提高結(jié)構(gòu)可靠性分析的效率是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域需要解決的問(wèn)題之一。1)漸進(jìn)失效分析針對(duì)復(fù)合材料加筋板壓縮過(guò)程中材料剛度退化,基體、纖維、膠層交替破壞的多失效模式耦合問(wèn)題,采用含有界面單元的殼-固耦合模型,以abaqus軟件為設(shè)計(jì)平臺(tái),通過(guò)編寫含有漸進(jìn)失效分析的用戶子程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)壓縮性能的計(jì)算。通過(guò)對(duì)比,計(jì)算結(jié)果同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合良好,表明了所建模型的合理性。2)多失效模式耦合可靠性分析采用Hashin失效準(zhǔn)則與Quads失效準(zhǔn)則建立極限狀態(tài)方程,由一次二階距方法分別對(duì)加筋板的各單一失效模式和多失效模式耦合兩種情況進(jìn)行可靠性分析,并對(duì)影響結(jié)構(gòu)壓縮性能的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明:材料的橫向彈性模量和縱向彈性模量對(duì)加筋板可靠性影響較大,而材料的各面內(nèi)剪切模量等參數(shù)對(duì)加筋板可靠性影響則相對(duì)較小。3)極限承載能力可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)通過(guò)分析影響加筋板... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

漸進(jìn)失效分析流程圖

10Ⅰ型裂紋 Ⅱ型裂紋 Ⅲ型裂紋圖2.2 典型裂紋類型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型分層所對(duì)應(yīng)的分層前緣的能量釋放率分別為 G 、 G 、 G ，各型裂紋可單獨(dú)擴(kuò)展也可混合發(fā)生。其擴(kuò)展準(zhǔn)則如式（2.8）和式（2.9）所示：?jiǎn)我荒Ｊ紺GG ，CGG ，CGG (2.8)混合模式[60]1n pCCmCGGGGGG(2.9)式中CG 、CG 、CG 為在單一模式下，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的各型裂紋能量擴(kuò)展釋放率的臨界值。系數(shù) m 、 p 、 n 為擬合系數(shù)，通常都取相同值。在文獻(xiàn)[61]中，Reeder 將其取為m n p 1。虛擬裂紋閉合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料板損傷斷裂的應(yīng)變能釋放率的計(jì)算。假設(shè)①初始裂紋的大小為a，擴(kuò)展到 a a所釋放的能量 E 與將此裂紋閉合所需的能量相等。②在裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展到 a 2 a時(shí)

沈陽(yáng)航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.3 裂紋擴(kuò)展示意圖2.2.2 界面單元Cohesive 單元是一種模擬復(fù)合材料分層的有限元實(shí)體單元，廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分層和破壞研究。該單元將應(yīng)力與分離距離引入斷裂機(jī)制，傳遞被連接解結(jié)構(gòu)的全部應(yīng)力，認(rèn)為隨著分離距離的增大，內(nèi)聚力逐漸增至最大值后發(fā)生損傷。本文采用 Quads[62]準(zhǔn)則用來(lái)判別蒙皮與筋條的脫粘情況。并假設(shè)膠層為各向同性材料，即筋條與蒙皮不發(fā)生除蒙皮法向以外位移。Quads 失效準(zhǔn)則公式如下。223213233 TCCCcXSSF （2.11）式中：TCX 、CS 分別為界面拉伸、剪切強(qiáng)度，33 、13 、23 為有效應(yīng)力 的分量。由于界面在承受壓縮載荷時(shí)不會(huì)發(fā)生脫粘，故可引入下列運(yùn)算符： ，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]航空復(fù)合材料加筋板壓縮屈曲及后屈曲性能[J]. 馮宇,何宇廷,邵青,高潮.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2014(12)
[2]基于合理子域的改進(jìn)響應(yīng)面方法[J]. 趙維濤,邱志平.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[3]復(fù)合材料整體加筋板軸壓后屈曲失效表征[J]. 孔斌,葉強(qiáng),陳普會(huì),柴亞南.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2010(05)

碩士論文
[1]復(fù)合材料加筋板極限承載能力可靠性分析[D]. 劉煒華.沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 2016
[2]復(fù)合材料加筋板的屈曲后屈曲分析及承載能力研究[D]. 劉從玉.南京航空航天大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2953841