碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料因其優(yōu)良的性能,被越來越廣泛地應(yīng)用在工程中。由于復(fù)合材料中通常會(huì)存在一些微小面積的損傷,需要對其進(jìn)行修補(bǔ),膠接修補(bǔ)是其中廣泛應(yīng)用的方法之一;又由于在使用過程中復(fù)合材料極易受到低速?zèng)_擊,對結(jié)構(gòu)承載力影響較大,所以本文對單面膠接修補(bǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了損傷處理以及低速?zèng)_擊損傷的研究。首先搭建了落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng),開展了損傷處理方法對層合板結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的影響研究。沖擊試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)初始沖擊能量相同時(shí),水射流切孔試件的吸收能量最大,背部損傷也最大;水射流切孔試件的分層面積略大于鉆孔試件,但水射流切孔試件的斷裂面積和基體開裂面積略小于鉆孔試件;水射流切孔板試件的平均損傷面積為1386.5 mm²,比鉆孔板試件的損傷面積大6.9%。其次,基于ABAQUS平臺(tái)編輯了用戶自定義材料子程序,考慮了層內(nèi)損傷判定準(zhǔn)則以及確定了分層損傷和膠層損傷的判定理論模型,建立了復(fù)合材料單面膠接修補(bǔ)結(jié)構(gòu)的三維有限元模型。討論了低速?zèng)_擊載荷作用下,不同補(bǔ)片參數(shù)對修補(bǔ)結(jié)構(gòu)沖擊損傷程度的影響,從沖擊載荷作用下復(fù)合材料內(nèi)部分層面積、吸收能量等參數(shù)來衡量結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)效果。結(jié)果表明:當(dāng)補(bǔ)片面積相同時(shí)... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

用戶自定義材料子程序流程圖

這些都是為后期修補(bǔ)做準(zhǔn)備，本文采用的式，而不同的損傷處理方法對損傷處理后的層合板的影對其進(jìn)行深入的研究。擊試驗(yàn)平臺(tái)搭建于復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊研究主要分為數(shù)值模擬分析。而對于試驗(yàn)研究，能更形象模擬工具以及小重量石子行為的設(shè)備是落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，所以本文采用由長春科造的 XBL-300 型微機(jī)控制落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)來進(jìn)行低速?zèng)_國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（American Society for Testing a 定 的 ASTM 系 列 中 關(guān) 于 板 材 試 件 的 低 速 沖 擊36M-05[52]，關(guān)于板材試件有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的夾具，于是按照計(jì)并加工了一個(gè)適合于本文采用的落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)的板示，在使用過程中板材試件固定在下面的一個(gè)剛性板上，頭將其夾緊。

復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及損傷處理研究低速?zèng)_擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，本文搭建了落錘沖擊試驗(yàn)平臺(tái)，該試驗(yàn)三個(gè)部分:（1）落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，（2）板材試件夾具，（3）低系統(tǒng)；如下圖 3.2 所示。落錘試驗(yàn)機(jī)部分可預(yù)置初始沖擊高度沖擊的產(chǎn)生。低速?zèng)_擊試驗(yàn)力采集系統(tǒng)包括壓力傳感器以及組成，在沖擊過程中復(fù)合材料層合板受到的沖擊力與沖頭受反作用力的關(guān)系，所以兩者大小相等，沖頭上接上壓力傳感所受到的壓力傳遞到數(shù)據(jù)采集儀上，數(shù)據(jù)采集儀將其采集，的壓力傳感器是美國壓電有限公司（PCB Piezotronics, IncC05 型壓力傳感器，此傳感器最大能測量的壓力是 22.24kN。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]復(fù)合材料層合板沖擊損傷及沖擊后疲勞壽命研究[D]. 徐穎.南京航空航天大學(xué) 2007

碩士論文
[1]復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊損傷表征與開孔分析[D]. 杜江濤.鄭州大學(xué) 2017
[2]復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊模擬[D]. 許碩.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]復(fù)合材料低速?zèng)_擊損傷研究及等效模型的應(yīng)用[D]. 宋恒旭.清華大學(xué) 2012
[4]開孔板件復(fù)合材料補(bǔ)片修復(fù)的力學(xué)性能研究[D]. 殷強(qiáng).國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3225670