本文關(guān)鍵詞：考慮溫度的復合材料層合板的強度分析及試驗研究

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【摘要】：具有優(yōu)異的材料力學性能使得樹脂基復合材料在航空航天領(lǐng)域得到了極為廣泛的應用。其層合板的承載能力對飛行器的安全性和可操作性有著極大的影響。隨著飛行器實際工況的復雜化和多變化特別是溫度條件的變化,樹脂基復合材料層合板的承載能力會受到較大的影響,使得整體結(jié)構(gòu)的承載能力有較大程度的降低,這無疑會對整體結(jié)構(gòu)的安全性和可操作性產(chǎn)生極大的威脅。因此,對溫度環(huán)境下樹脂基復合材料層合板的強度進行研究具有重要的理論意義和工程價值。本文的主要研究工作如下:(1)建立了考慮溫度影響的樹脂基復合材料層合板強度預測模型,結(jié)合三維損傷擴展理論發(fā)展了適用不同溫度環(huán)境下的樹脂基復合材料層合板靜載強度分析方法。通過理論與試驗研究對比分析驗證了所建立的強度分析方法的有效性。(2)利用APDL參數(shù)化編程語言開發(fā)編寫了復合材料層合板在高溫條件下的強度預測程序�；贏NSYS有限元軟件,對復合材料層合板受載荷后的整個損傷破壞過程進行了相應模擬。該程序能夠?qū)崿F(xiàn)預測復合材料層合板在任意溫度下的層合板靜載強度大小。(3)針對一種鋪層的三種典型的T300/BMP316樹脂基復合材料層合板(螺栓接頭、含孔層合板以及含低速沖擊損傷層合板)分別開展了室溫、150℃、230℃及310℃下的靜載拉伸、壓縮,拉伸剩余及壓縮剩余強度類試驗研究,包括相關(guān)試驗件設(shè)計、加工和試驗方案,同時總結(jié)了溫度對樹脂基復合材料層合板靜載強度的影響規(guī)律。(4)利用本文建立的考慮溫度影響的強度分析方法,對樹脂基復合材料層合板受拉/壓載荷后的損傷擴展進行了理論模擬并與試驗結(jié)果進行對比表明:在310℃范圍內(nèi),隨著溫度的上升,含孔復合材料層合板及含沖擊損傷層合板的破壞強度隨溫度的變化呈現(xiàn)出先減后增的趨勢;層合板接頭的破壞強度隨溫度的變化呈現(xiàn)出遞減的趨勢。
【關(guān)鍵詞】：高溫 復合材料 螺栓接頭 含孔層合板 含低速沖擊損傷層合板 靜載強度
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V250.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-27
• 1.1 選題背景、研究的目的和意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-25
• 1.2.1 螺栓接頭損傷研究15-17
• 1.2.2 含低速沖擊損傷層合板損傷破壞研究17-24
• 1.2.3 含孔層合板損傷破壞研究24-25
• 1.3 目前存在的問題25
• 1.4 本文主要研究目標及研究內(nèi)容25-27
• 1.4.1 研究目標25
• 1.4.2 研究內(nèi)容25-27
• 第二章 考慮溫度影響的逐漸損傷強度分析方法27-40
• 2.1 引言27
• 2.2 考慮溫度影響的單層板本構(gòu)關(guān)系27-28
• 2.3 考慮溫度影響的靜載損傷過程分析28-30
• 2.4 失效判定準則30-35
• 2.4.1 螺栓接頭失效判定準則30-31
• 2.4.2 含孔層合板失效判定準則31-33
• 2.4.3 含低速沖擊層合板失效判定準則33-35
• 2.5 材料性能退化35-36
• 2.5.1 螺栓接頭材料性能退化35
• 2.5.2 含孔層合板材料性能退化35-36
• 2.5.3 含沖擊損傷層合板材料性能退化36
• 2.6 逐漸累積損傷程序設(shè)計36-38
• 2.7 本章小結(jié)38-40
• 第三章 復合材料層合板溫度環(huán)境下的靜載強度試驗研究40-76
• 3.1 引言40
• 3.2 復合材料層合板試驗件40-46
• 3.2.1 螺栓接頭試驗件設(shè)計與安排40-42
• 3.2.2 含孔層合板試驗件設(shè)計與安排42-43
• 3.2.3 含低速沖擊損傷層合板試驗件設(shè)計與安排43-45
• 3.2.4 試件加工和試件質(zhì)量檢查45-46
• 3.3 試驗設(shè)備以及裝夾具46-51
• 3.3.1 螺栓接頭試驗設(shè)備及裝夾具46-47
• 3.3.2 含孔層合板試驗設(shè)備及裝夾具47-48
• 3.3.3 含低速沖擊損傷的層合板試驗設(shè)備及裝夾具48-51
• 3.4 高溫環(huán)境下層合板的靜載強度試驗與結(jié)果分析51-69
• 3.4.1 螺栓接頭靜載強度試驗與結(jié)果分析51-54
• 3.4.2 含孔層合板靜載強度試驗與結(jié)果分析54-57
• 3.4.3 含低速沖擊損傷層合板靜載剩余強度試驗與結(jié)果分析57-69
• 3.5 不同溫度下層合板的靜載強度對比分析69-73
• 3.5.1 螺栓接頭層合板不同溫度下的靜載強度對比分析69-70
• 3.5.2 含孔層合板不同溫度下的靜載強度對比分析70-71
• 3.5.3 含沖擊損傷層合板不同溫度下的剩余強度對比分析71-73
• 3.6 本章小結(jié)73-76
• 第四章 復合材料層合板高溫下的強度分析及試驗驗證76-114
• 4.1 引言76
• 4.2 螺栓接頭靜載強度分析與試驗結(jié)果對比76-83
• 4.2.1 理論預測與試驗結(jié)果對比76-77
• 4.2.2 溫度對螺栓接頭層合板靜載強度的影響77-78
• 4.2.3 螺栓接頭層合板斷口對比分析78-79
• 4.2.4 螺栓接頭失效破壞分析79-83
• 4.3 含孔層合板靜載強度分析與試驗結(jié)果對比83-93
• 4.3.1 理論預測與試驗結(jié)果對比83-84
• 4.3.2 溫度對含孔層合板靜載強度的影響84-86
• 4.3.3 含孔層合板斷口對比分析86-88
• 4.3.4 含孔層合板失效破壞分析88-93
• 4.4 含低速沖擊損傷層合板剩余強度分析與試驗結(jié)果對比93-112
• 4.4.1 理論預測與試驗結(jié)果對比93-94
• 4.4.2 溫度對含沖擊損傷層合板剩余強度的影響94-97
• 4.4.3 含沖擊損傷層合板斷口對比分析97-99
• 4.4.4 含低速沖擊損傷層合板失效破壞分析99-112
• 4.5 本章小結(jié)112-114
• 第五章 全文總結(jié)與展望114-116
• 5.1 本文工作總結(jié)114-115
• 5.2 研究展望115-116
• 參考文獻116-120
• 致謝120-121
• 在攻讀碩士學位期間發(fā)表的主要論文121-122
• 附錄122-146
• 附錄1 螺栓接頭試驗件設(shè)計122-123
• 附錄2 螺栓接頭破壞斷口照片123-125
• 附錄3 含孔層合板破壞斷口照片125-127
• 附錄4 層合板沖擊損傷外觀照片127-129
• 附錄5 層合板沖擊損傷X光照片129-133
• 附錄6 含沖擊損傷層合板破壞斷口照片133-138
• 附錄7 T300/BMP316力學性能參數(shù)138-141
• 附錄8 螺栓接頭層合板斷口對比分析141-143
• 附錄9 含沖擊損傷層合板拉伸斷口對比分析143-145
• 附錄10 含沖擊損傷層合板壓縮斷口對比分析145-146

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：838441