發(fā)布時(shí)間：2021-04-19 03:06

　　陶瓷基復(fù)合材料由于其耐高溫、耐磨、抗高溫蠕變、導(dǎo)熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)較低等特點(diǎn),逐漸在飛行器熱結(jié)構(gòu)上得到廣泛的應(yīng)用。在飛行器結(jié)構(gòu)中,陶瓷基復(fù)合材料常常不可避免的與金屬件組成連接結(jié)構(gòu)。當(dāng)這種類型的結(jié)構(gòu)件被用于高溫狀態(tài)下時(shí),由于陶瓷基復(fù)合材料與金屬的熱膨脹不匹配,會導(dǎo)致連接部位產(chǎn)生額外的熱應(yīng)力,并改變接頭的連接參數(shù),從而使結(jié)構(gòu)提前發(fā)生破壞。因此,研究溫度對陶瓷基復(fù)合材料-高溫合金螺栓連接結(jié)構(gòu)的影響,對其在航空航天領(lǐng)域的運(yùn)用具有重要意義。首先,為了實(shí)現(xiàn)陶瓷基復(fù)合材料連接結(jié)構(gòu)中的2D編織C/Si C復(fù)合材料的應(yīng)力計(jì)算和破壞分析,本文使用宏觀唯象本構(gòu)模型描述2D編織C/Si C復(fù)合材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線的非線性特征,結(jié)合Tsai-Wu強(qiáng)度理論作為陶瓷基復(fù)合材料的失效判據(jù),將材料模型利用UMAT子程序嵌入到ABAQUS有限元模型中,對平板的加卸載過程與帶孔板的拉伸過程進(jìn)行有限元分析,并與文獻(xiàn)中的試驗(yàn)結(jié)果作對比,驗(yàn)證了該UMAT子程序的有效性。其次,針對2D編織C/Si C陶瓷基復(fù)合材料與高溫合金GH4169組成的螺栓連接結(jié)構(gòu),使用有限元軟件ABAQUS建立了單釘單搭接螺栓連接結(jié)構(gòu)的熱分析模型。通過計(jì)算得... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

陶瓷基復(fù)合材料在Hermes航天飛機(jī)熱防護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用[9]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文瓷基復(fù)合材料逐漸被應(yīng)用于航天、航空等領(lǐng)域，陶瓷基要發(fā)生結(jié)構(gòu)件間的連接。在各種不同的連接方式中，機(jī)拆卸、維修以及對環(huán)境的影響不敏感等特點(diǎn)，是復(fù)合材域中重要的組裝方法，德國 MT 航天公司為 X-38 再入飛合材料的襟翼[10]，如圖 1-2 所示。該襟翼是由多個(gè)小的接組裝而成的，并使用陶瓷軸承將飛行器的尾部與該襟翼接的優(yōu)點(diǎn)是加工制造更為方便，并且受損的部件易于更多，裝配的誤差比較難以控制。

生在結(jié)構(gòu)的連接部位[13]，因此復(fù)合材料的機(jī)械連接受到了廣泛復(fù)合材料機(jī)械連接結(jié)構(gòu)研究的主要方式有試驗(yàn)、理論研究及數(shù)隨著近年來計(jì)算機(jī)性能的快速提升以及計(jì)算力學(xué)的發(fā)展，為了，優(yōu)化復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)的性能，有限元方法成為逐漸發(fā)展早在二十世紀(jì)就資助了 BOJCAS 計(jì)劃用以研究復(fù)合材料連接結(jié)是通過有限元仿真的方式對航空領(lǐng)域中使用的復(fù)合材料螺栓連接分析和設(shè)計(jì)，在確保滿足所需的使用壽命的前提下，盡量的減輕，并降低試驗(yàn)成本[14]。隨后，歐美、美國宇航局(NASA)[15,16]也劃用以連接件的研究。材料機(jī)械連接結(jié)構(gòu)在單軸拉伸載荷作用下，通常具有四種破壞模)：劈裂破壞、拉伸破壞、剪切破壞和擠壓破壞。其中前三種連接結(jié)構(gòu)發(fā)生前三種破壞時(shí)，連接結(jié)構(gòu)的承載能力將迅速降低，性的后果，而擠壓破壞模式為延性破壞模式，在連接結(jié)構(gòu)發(fā)生擠能保持一定的承載力。因此，在連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)盡量使式發(fā)生擠壓破壞。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]一種新型剛度退化模型及復(fù)合材料結(jié)構(gòu)漸進(jìn)損傷分析的通用方法實(shí)現(xiàn)[J]. 王成華,楊陽,康強(qiáng),殷德政,水涌濤.  工程力學(xué). 2016(04)
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博士論文
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碩士論文
[1]復(fù)合材料螺栓連接接頭失效行為研究[D]. 黃學(xué)優(yōu).中北大學(xué) 2016
[2]考慮溫度的復(fù)合材料層合板的強(qiáng)度分析及試驗(yàn)研究[D]. 呂文禮.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]溫度場中復(fù)合材料板與鋁合金板釘接結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力研究[D]. 郭居上.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]平紋編織C/SiC復(fù)合材料的力學(xué)性能[D]. 李香蘭.南昌大學(xué) 2011
[5]二維編織C/SiC復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[D]. 郭輝.西北工業(yè)大學(xué) 2003



本文編號：3146703