本文關鍵詞：層合板機械連接強度分析與優(yōu)化及軟件開發(fā)　出處：《大連理工大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 復合材料層合板 機械連接 損傷分析 釘排布優(yōu)化 軟件開發(fā)

【摘要】：復合材料因其優(yōu)異特性在各領域的應用日益廣泛,但存在各方面因素的限制使含復合材料結構中不可避免地需要與金屬等其它構件進行連接,機械連接是最常采用的連接方式,但卻常成為結構的薄弱環(huán)節(jié),需要對其進行相關的理論、數值和試驗研究。本文從便于工程應用的角度出發(fā),進行了相關的研究與分析工作。 首先針對復合材料層合板單釘機械連接結構,采用經驗公式、數值模擬和試驗方法分別進行損傷破壞分析并進行比較,驗證了使用Hashin失效準則及對應剛度衰減準則的復合材料機械連接累積損傷有限元模型,能較精確地模擬材料失效的全過程,分析了端距孔徑比、孔徑厚度比等幾何因素變化對單釘機械連接層合板結構承載能力及擠壓強度的影響,并將此模型推廣到單列三排及單排三列的三釘機械連接層合板結構,分別研究了幾何因素、鋪層順序、鋪層比例、連接件材料對該結構的機械連接強度及釘載分配的影響,給出了推薦幾何參數。 然后,采用參數化建模的方法,針對多排多列復合材料層合板機械連接結構進行了數值分析,提出了連接效率的判別指標,并利用枚舉法對算例進行了多釘連接結構的釘排布優(yōu)化。總結連接效率較高結構的釘排布規(guī)律發(fā)現,排距與列距單獨滿足設計要求的同時,還要綜合考慮排距與列距的總和,才能保證連接效率較高。 最后,基于ABAQUS商業(yè)軟件開發(fā)了層合板機械連接分析軟件,該軟件可以實現任意釘排布和釘尺寸的多排多列層合板機械連接結構的建模、分析及后處理的自動化完成,縮短了數值分析時間,固化了分析經驗,并可方便應用于層合板機械連接結構連接效率的影響因素分析工作。
[Abstract]:Composite materials have been widely used in various fields because of their excellent properties. However, due to the limitations of various factors, it is inevitable to connect with other components such as metals in composite structures. Mechanical connection is the most commonly used connection mode, but it is often the weak link of the structure. It needs to be related to the theoretical, numerical and experimental research. This paper from the point of view of the convenience of engineering application. Related research and analysis were carried out. First of all, the damage failure analysis and comparison of composite laminated plate single nail mechanical connection structure were carried out by empirical formula, numerical simulation and test method. The finite element model of cumulative damage of composite mechanical connection using Hashin failure criterion and stiffness attenuation criterion is verified, which can accurately simulate the whole process of material failure, and the ratio of end-distance aperture to aperture is analyzed. The influence of geometric factors such as aperture thickness ratio on the bearing capacity and extrusion strength of single nail mechanical connection laminated plate structure is extended to single row three row and single row three row mechanical connection laminated plate structure. The effects of geometric factors, layering sequence, layering ratio and connection material on the mechanical connection strength and nail load distribution of the structure are studied, and the recommended geometric parameters are given. Then, by using parameterized modeling method, the mechanical connection structure of multi-row and multi-row composite laminates is numerically analyzed, and the criterion of connection efficiency is proposed. The optimization of nail arrangement of multi-nail connection structure is carried out by enumeration method, and it is found that the row distance and row distance meet the design requirements separately while summing up the nail layout law of the structure with higher connection efficiency. It is necessary to consider the sum of row distance and row distance in order to ensure high connection efficiency. Finally, based on the commercial software of ABAQUS, the analysis software of laminate mechanical connection is developed. The software can realize the modeling of multi-row and multi-row laminated plate mechanical connection structure with arbitrary nail arrangement and nail size. The automation of analysis and post-processing shortens the time of numerical analysis, solidifies the experience of analysis, and can be easily applied to the analysis of factors affecting the connection efficiency of laminated mechanical connections.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH114

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本文編號：1440026