隨著復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用,作為飛機(jī)上最常見(jiàn)復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)越來(lái)越受到研究者的重視。由于復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的損傷十分復(fù)雜,有些損傷可能無(wú)法直觀地檢測(cè),因此采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷進(jìn)行監(jiān)測(cè)是十分必要的。壓電材料是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（Structural Health Monitoring,SHM）技術(shù)中最受歡迎的材料之一,有利于進(jìn)行復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)。首先,本文在擴(kuò)展逐層法中引入電勢(shì)自由度提出了壓電擴(kuò)展逐層方法。沿厚度方向的假設(shè)可以描述由分層引起的位移和電勢(shì)的不連續(xù)。在平面位移場(chǎng)和電勢(shì)場(chǎng)中,采用擴(kuò)展有限元法（Extend Finite Element Method,XFEM）對(duì)橫向裂紋進(jìn)行建模。利用機(jī)電耦合變分原理推導(dǎo)了歐拉方程、邊界條件和有限元公式,最后得出壓電復(fù)合材料層合板的控制方程。然后,在壓電擴(kuò)展逐層方法基礎(chǔ)上,結(jié)合擴(kuò)展逐層方法建立了含壓電傳感器的復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析方法。利用擴(kuò)展逐層方法將損傷后的復(fù)合材料層合板進(jìn)行離散化,將表面位移自由度加入到復(fù)合材料層合板和壓電傳感器的控制方程中,并利用層合板與壓電傳感器界面的位移連續(xù)性和內(nèi)力平衡條件推導(dǎo)得出... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

含多層分層和橫向裂紋的復(fù)合材料層合板位移假設(shè)模式

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文192.4數(shù)值分析2.4.1無(wú)損傷的壓電層合板利用無(wú)損傷壓電傳感器對(duì)所提出的壓電擴(kuò)展逐層方法進(jìn)行了靜態(tài)機(jī)電響應(yīng)的驗(yàn)證。壓電傳感器的幾何尺寸、邊界條件和施加載荷如圖2-2所示。邊界條件CFFF表示右邊被夾住，其它邊是自由的（如圖2-2（a）所示），而CFCF表示左右兩邊被夾住，其它兩邊是自由的（如圖2-2（b）所示）。在壓電復(fù)合材料層合板的上表面施加均勻的壓力。為了驗(yàn)證所提出的方法，建立了三維彈性模型，并利用有限元計(jì)算軟件ANSYS進(jìn)行了求解。在三維彈性模型中，該壓電復(fù)合材料層合板在厚度方向上均勻劃分為4個(gè)數(shù)學(xué)層，鋪層角度設(shè)為[0/0/0/0]。三維彈性模型采用實(shí)體單元類(lèi)型為Solid5。材料屬性為:彈性常數(shù)：38.035.0GPa1.21GPa6.22GPa2.53GPa61GPa61231312231312332211，，，，，，GGGEEE壓電常數(shù)：2333115eee，，C/m8.154.5259.12介電常數(shù)：圖2-2壓電層合板的幾何尺寸和邊界條件。（a）CFFF；（b）CFCF。

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文21uzyxuyzyxvzLxxzyLv0;;;;0;0;;;0;zyxwxwzyxwzyLwyzLx0;;;0;;;;;00，在所有外邊界上。圖2-3邊界條件為CFFF時(shí)的壓電板的位移和電勢(shì)分布。（a）AMSYS；（b）XLWM圖2-4邊界條件為CFCF時(shí)的壓電板的位移和電勢(shì)分布。（a）ANSYS；（b）XLWM

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3390210