復(fù)合材料身管在使用過程中,受到高溫、高壓火藥燃?xì)饷}沖式高速?zèng)_擊作用,彈丸的擠進(jìn)作用,彈帶的導(dǎo)轉(zhuǎn)作用,以及反后坐裝置的軸向拉伸作用。惡劣的工作環(huán)境導(dǎo)致復(fù)合材料身管極易因微缺陷擴(kuò)展、疲勞和過載而破壞失效,造成難以估量的生命財(cái)產(chǎn)損失。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料身管的最新研究成果,借助先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)、分析方法和仿真手段,對(duì)復(fù)合材料身管的損傷問題進(jìn)行了全面深入系統(tǒng)的分析研究,并取得一些有用的結(jié)論,為復(fù)合材料在火炮身管的應(yīng)用中如何減少損傷、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、預(yù)測(cè)壽命,提供強(qiáng)有力的理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。本文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論體現(xiàn)在以下方面：（1）復(fù)合材料中的損傷模式主要包括基體開裂、分層損傷、界面脫離、纖維斷裂、纖維拔出、基體屈服等幾種主要形式,根據(jù)材料不同的損傷模式,結(jié)合不同的載荷作用,建立相應(yīng)的強(qiáng)度失效準(zhǔn)則；基于連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)的理論和方法,針對(duì)復(fù)合材料身管的結(jié)構(gòu)和材料組成特點(diǎn),運(yùn)用不可逆熱力學(xué)的觀點(diǎn),引入損傷變量,推導(dǎo)出彈塑性各向同性和各向異性損傷模型；將損傷作為微細(xì)觀結(jié)構(gòu)屬性的一部分,引入到連續(xù)介質(zhì)模型之中,并用損傷演變規(guī)律來描述缺陷的形成、擴(kuò)展和聚合過程。（2）復(fù)合材料身管靜、動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的研究是建立在力... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：144 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 材料結(jié)構(gòu)的損傷模式和損傷模型
    2.1 引言
    2.2 金屬結(jié)構(gòu)的損傷及損傷機(jī)理
    2.3 復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)的損傷模式
        2.3.1 復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)
        2.3.2 纖維間破壞(IFF)
        2.3.3 分層損傷
        2.3.4 纖維斷裂(FF)
        2.3.5 復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)的失效
    2.4 材料結(jié)構(gòu)的損傷理論模型
        2.4.1 損傷變量的引入
        2.4.2 彈塑性各向同性損傷模型
        2.4.3 彈塑性各向異性損傷模型
    2.5 本章小結(jié)
3 復(fù)合材料身管的損傷本構(gòu)和破壞準(zhǔn)則
    3.1 引言
    3.2 復(fù)合身管分析計(jì)算的基本理論
        3.2.1 復(fù)合材料身管的本構(gòu)關(guān)系
        3.2.2 結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和位移
        3.2.3 材料的損傷準(zhǔn)則
    3.3 復(fù)合身管的損傷擴(kuò)展模型
        3.3.1 模型的建立
        3.3.2 虛擬裂紋閉合法
        3.3.3 復(fù)合身管模型損傷萌生與擴(kuò)展的數(shù)值模擬
    3.4 復(fù)合身管的疲勞損傷模型
        3.4.1 各種疲勞損傷模型的對(duì)比分析
        3.4.2 疲勞損傷耗散能模型
        3.4.3 疲勞損傷演化與壽命函數(shù)
        3.4.4 復(fù)合身管疲勞損傷的仿真計(jì)算
    3.5 本章小結(jié)
4 含損復(fù)合材料身管的裂紋擴(kuò)展分析
    4.1 引言
    4.2 含損復(fù)合身管中裂紋的靜力學(xué)擴(kuò)展
        4.2.1 裂紋模式
        4.2.2 應(yīng)力強(qiáng)度因子的求解
        4.2.3 裂紋的擴(kuò)展準(zhǔn)則
    4.3 含損復(fù)合身管中的裂紋動(dòng)力學(xué)擴(kuò)展
        4.3.1 動(dòng)力學(xué)裂紋尖端場(chǎng)
        4.3.2 能量釋放率和動(dòng)態(tài)回路積分
        4.3.3 復(fù)合材料的裂紋動(dòng)力學(xué)擴(kuò)展模型
    4.4 含損復(fù)合身管中的疲勞裂紋擴(kuò)展
        4.4.1 預(yù)定義裂紋
        4.4.2 單調(diào)載荷作用下層裂紋的失穩(wěn)準(zhǔn)則
        4.4.3 應(yīng)力強(qiáng)度因子、能量釋放率和橋連參數(shù)
        4.4.4 疲勞裂紋擴(kuò)展準(zhǔn)則
        4.4.5 疲勞損傷預(yù)測(cè)和材料屬性下降
    4.5 復(fù)合身管中的裂紋擴(kuò)展仿真計(jì)算
        4.5.1 擴(kuò)展有限元法的基本概念
        4.5.2 復(fù)合身管中裂紋的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展仿真
        4.5.3 復(fù)合身管中裂紋的疲勞擴(kuò)展仿真
    4.6 本章小結(jié)
5 沖擊載荷引起的復(fù)合材料身管損傷與破壞
    5.1 引言
    5.2 應(yīng)力波的生成和傳播機(jī)理
        5.2.1 應(yīng)力波的基本概念
        5.2.2 應(yīng)力波傳播基本方程
        5.2.3 應(yīng)力波的傳播特點(diǎn)
    5.3 復(fù)合材料身管中的應(yīng)力波
        5.3.1 復(fù)合身管結(jié)構(gòu)的基本方程
        5.3.2 應(yīng)力波傳播有限元微分方程
        5.3.3 復(fù)合身管中應(yīng)力波的速度
    5.4 沖擊引起的復(fù)合材料身管損傷與破壞
        5.4.1 應(yīng)力波引起的結(jié)構(gòu)斷裂
        5.4.2 復(fù)合身管的幾何特征對(duì)斷裂的影響
        5.4.3 復(fù)合材料身管的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與破裂
        5.4.4 復(fù)合材料身管破裂的能量理論
    5.5 沖擊載荷作用下復(fù)合身管的動(dòng)力學(xué)模擬
        5.5.1 LS-DYNA程序的功能和計(jì)算方法
        5.5.2 應(yīng)力波與人工體積粘形
        5.5.3 時(shí)間積分和時(shí)間步長(zhǎng)控制
        5.5.4 復(fù)合身管中應(yīng)力波傳播的仿真計(jì)算
    5.6 本章小結(jié)
6 全文工作總結(jié)
    6.1 概述
    6.2 本文主要工作
    6.3 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.4 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的文章


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]考慮應(yīng)變率效應(yīng)的復(fù)合材料層合板沖擊動(dòng)態(tài)響應(yīng)[J]. 黃橋平,趙桂平,盧天健.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
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博士論文
[1]橫向沖擊下三維紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料動(dòng)態(tài)響應(yīng)及有限元計(jì)算[D]. 呂麗華.東華大學(xué) 2008
[2]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)沖擊損傷預(yù)測(cè)研究[D]. 張彥.上海交通大學(xué) 2007
[3]復(fù)合材料身管結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化研究[D]. 徐亞棟.南京理工大學(xué) 2006
[4]復(fù)合材料高精度宏-細(xì)觀統(tǒng)一本構(gòu)模型及其應(yīng)用研究[D]. 孫志剛.南京航空航天大學(xué) 2005
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碩士論文
[1]基于振動(dòng)方法進(jìn)行復(fù)合材料力學(xué)性能檢測(cè)的研究[D]. 胡哲.武漢理工大學(xué) 2009
[2]復(fù)合材料板沖擊拉伸性能的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 周小祥.西北工業(yè)大學(xué) 2005
[3]考慮損傷效應(yīng)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板殼結(jié)構(gòu)的非線性力學(xué)分析[D]. 王永.湖南大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3447569