本文關(guān)鍵詞：民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分層損傷修理容限評(píng)估

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【摘要】：復(fù)合材料具有各向異性,其在制造、使用和維修過程中,由于諸多不確定因素會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生分層損傷。在壓縮載荷下,分層損傷容易使復(fù)合材料整體結(jié)構(gòu)在低于其壓縮強(qiáng)度的載荷下發(fā)生局部屈曲而導(dǎo)致分層擴(kuò)展及破壞。同時(shí),民用飛機(jī)長期處在高溫潮濕的惡劣環(huán)境中,其復(fù)合材料分層損傷結(jié)構(gòu)不可避免地受到濕應(yīng)力、溫度應(yīng)力及濕-熱-力耦合作用,將進(jìn)一步降低其結(jié)構(gòu)承載能力及使用壽命。本文利用有限元分析軟件ABAQUS,對(duì)民機(jī)復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)分層損傷力學(xué)性能及在濕熱環(huán)境下的力學(xué)性能進(jìn)行仿真分析,研究分層損傷在濕熱環(huán)境下的濕-熱-力耦合作用的影響。在運(yùn)營過程中,民用飛機(jī)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷時(shí),需要進(jìn)行修理,以恢復(fù)力學(xué)性能,保證飛行安全。膠接修理是應(yīng)用最為廣泛的復(fù)合材料修理技術(shù),也是分層損傷最為主要的修理技術(shù)。在濕熱環(huán)境下,民機(jī)復(fù)合材料修理區(qū)域容易經(jīng)受吸濕、溫度和載荷的耦合作用而發(fā)生性能退化。本文應(yīng)用ABAQUS仿真分析民機(jī)復(fù)合材料膠接修理結(jié)構(gòu),研究其修理角度、修理方式對(duì)其修理力學(xué)性能恢復(fù)的影響,以及修理后結(jié)構(gòu)在濕熱環(huán)境下濕-熱-力耦合作用的剩余力學(xué)性能,為民機(jī)修理分析提供技術(shù)參考。本文針對(duì)民機(jī)復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的分層損傷,在力學(xué)理論分析和ABAQUS數(shù)值仿真研究的基礎(chǔ)上,研究分析民用飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的修理容限的評(píng)定方法。通過力學(xué)仿真分析損傷結(jié)構(gòu)和修理結(jié)構(gòu)剩余力學(xué)性能,綜合分析修理工藝水平、維修人員素質(zhì)、檢測效率和經(jīng)濟(jì)因素,以及民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理的分區(qū)域分析及其他限制性因素,確定其修理容限的上限和下限,得出每個(gè)部分復(fù)合材料層合板正確合理的修理容限,為維修工程分析提供技術(shù)參考和評(píng)估方法。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合材料 民機(jī)飛機(jī) 分層損傷 濕-熱-力耦合 膠接修理 ABAQUS 修理容限
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V267
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究背景和意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 復(fù)合材料分層損傷國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展13-16
• 1.2.2 濕熱條件下復(fù)合材料層合板試驗(yàn)研究現(xiàn)狀16
• 1.2.3 復(fù)合材料分層損傷濕熱環(huán)境下修理國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文研究目的及解決問題17-18
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 濕熱環(huán)境下復(fù)合材料層合板分層損傷分析理論20-35
• 2.1 基本概念20-22
• 2.1.1 分層產(chǎn)生的原因20-21
• 2.1.2 分層的種類21-22
• 2.2 復(fù)合材料分層損傷理論22-25
• 2.2.1 內(nèi)聚力理論22-23
• 2.2.2 分層損傷產(chǎn)生及擴(kuò)展準(zhǔn)則23-24
• 2.2.3 靜強(qiáng)度累積損傷失效判定準(zhǔn)則24-25
• 2.3 復(fù)合材料層合板濕-熱-力耦合理論25-30
• 2.3.1 濕熱效應(yīng)損傷機(jī)理25-26
• 2.3.2 濕-熱-力耦合理論26-27
• 2.3.3 極限載荷分析27-30
• 2.4 理論算例分析與討論30-34
• 2.4.1 單向?qū)雍习鍧駸岘h(huán)境下極限載荷30-33
• 2.4.2 多向?qū)雍习鍧駸岘h(huán)境下極限載荷33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)分層損傷數(shù)值仿真分析35-59
• 3.1 復(fù)合材料分層缺陷統(tǒng)計(jì)35-37
• 3.2 復(fù)合材料層合板完整結(jié)構(gòu)數(shù)值建模分析37-43
• 3.2.1 有限元建模37-39
• 3.2.2 常溫干態(tài)下力學(xué)性能39-40
• 3.2.3 濕熱環(huán)境下力學(xué)性能40-43
• 3.3 層合板結(jié)構(gòu)分層損傷數(shù)值仿真分析43-58
• 3.3.1 分層損傷模型建模43-45
• 3.3.2 常溫干態(tài)下仿真力學(xué)性能分析45-54
• 3.3.3 濕-熱-力耦合加載分析54-57
• 3.3.4 數(shù)值仿真結(jié)果與分析57-58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 第四章 復(fù)合材料分層損傷修理結(jié)構(gòu)數(shù)值仿真分析59-73
• 4.1 復(fù)合材料分層損傷修理簡介59-60
• 4.2 修理結(jié)構(gòu)有限元建模60-62
• 4.3 常溫干態(tài)下修理結(jié)構(gòu)的性能分析62-69
• 4.3.1 大角度方形修補(bǔ)62-63
• 4.3.2 大角度圓形修補(bǔ)63-65
• 4.3.3 小角度方形修補(bǔ)65-66
• 4.3.4 小角度圓形修補(bǔ)66-69
• 4.4 濕熱環(huán)境下修理件耦合加載分析69-71
• 4.5 數(shù)值仿真結(jié)果與分析71
• 4.6 本章小結(jié)71-73
• 第五章 修理容限確定分析73-86
• 5.1 引言73-74
• 5.2 修理容限的綜合因素確定分析74-79
• 5.2.1 修理容限的定義74-75
• 5.2.2 理論分析、力學(xué)試驗(yàn)及民機(jī)維修限制性研究75-79
• 5.3 基于力學(xué)性能仿真的修理容限確定分析79-85
• 5.3.1 基于力學(xué)性能仿真確定修理容限分析方法討論79-80
• 5.3.2 修理容限下限確定80-83
• 5.3.3 修理容限上限確定83-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 第六章 結(jié)論與展望86-88
• 6.1 結(jié)論86
• 6.2 展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 致謝92-93
• 作者簡介93

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