發(fā)布時(shí)間：2021-08-05 12:16

　　碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,被廣泛的應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域中�，F(xiàn)有關(guān)于高速?zèng)_擊下材料力學(xué)性能的研究多以金屬材料為主,關(guān)于復(fù)合材料在高應(yīng)變率下力學(xué)性能的研究較尚不成熟,導(dǎo)致其難以應(yīng)用于航空領(lǐng)域中爆炸螺栓盒等分離結(jié)構(gòu)。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)航空結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì),復(fù)合材料高應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本學(xué)位論文采用理論分析與跨尺度有限元分析相結(jié)合的方法,探討應(yīng)變率與纖維-基體界面強(qiáng)度對(duì)復(fù)合材料層合板剛度、強(qiáng)度的影響,為進(jìn)一步研究復(fù)合材料高應(yīng)變率下的力學(xué)性能提供可靠的分析方法。本文的主要工作如下:1.建立纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料動(dòng)態(tài)損傷本構(gòu)模型本研究基于粘彈性材料Maxwell本構(gòu)模型,建立了樹(shù)脂基體在高應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系,假定纖維材料性能不隨應(yīng)變率變化。隨后對(duì)現(xiàn)有細(xì)觀Hashin失效準(zhǔn)則做率相關(guān)修正,并引入損傷變量建立三維損傷模型,根據(jù)組分材料的損傷情況完成層合板的宏觀剛度折減,模擬材料的漸進(jìn)損傷過(guò)程。2.建立纖維-基體-界面三相率相關(guān)單胞模型基于動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系建立纖維-基體-界面三相單胞模型,考慮纖維-基體間界面強(qiáng)度受應(yīng)變率的影響,引入雙線性率相關(guān)內(nèi)聚力模型模擬界面的力學(xué)性能。單... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１四邊形單胞模型??．．

??３．３．３載荷條件??準(zhǔn)靜態(tài)復(fù)合材料細(xì)觀有限元法在求解時(shí)，為滿足周期性邊界條件都采用施加單位位??移的方法求解剛度矩陣。由于動(dòng)態(tài)求解時(shí)需施加速度載荷，故需要根據(jù)速度載荷的變化??設(shè)定相應(yīng)的加載時(shí)間，從而保證在加載結(jié)束時(shí)，單胞模型邊界處的位移為定值，同樣可??以通過(guò)最小勢(shì)盲ｇ原理滿足單胞模型的第二類邊界條件。本文在求解剛度矩陣過(guò)程中控制??加載時(shí)間使單胞總應(yīng)變?yōu)椋埃�，加載方式為速度加載。??３．３．４各方向應(yīng)力云圖??在１６００／ｓ應(yīng)變率下，纖維－基體兩相單胞模型應(yīng)力場(chǎng)云圖如圖３．３－３．８所示：??Ｓ，?Ｍｉｓｅｓ??ＩＩ畫圓??ＯＤ６：?Ｖｌ６００＿ｘ＞：ｉｌ０４ｔｉｅ，ｏｄｂ?Ａｂａｑｕｓ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ?３ＤＥＸＰＥＲＩＥＮＣＥ?Ｒ２０１８ｘ??Ｉ?．Ｓｔｅｐ；?Ｓｔｅｐ－１??２＊＾＂＊?Ｘ?Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ?１１３１０：?Ｓｔｅｐ?Ｔｉｍｅ?—?６．２Ｓ００Ｅ－０５??Ｐｒｉｍａｒｙ?Ｖａｒ：?Ｓ，?Ｍｉｓｔｓ??圖３．３?０．１時(shí)兩相單胞的等效應(yīng)力云圖??Ｆｉｇ．?３．３?Ｔｈｅ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｓｔｒｅｓｓ?ｃｏｎｔｏｕｒ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ?ＲＶＥ?ｗｈｅｎ?ｓｘ?＝?０．１??－２２?－??

?大連理工大輿肚輸論文???ＩＩ??ＯＤＢ：?ｖｌ６００＿ｙｙｌｌ０４ｔｉｅ．ｏｄｆａ?Ａｂａｑｕｓ／Ｅｘｐｌｉｄｔ?３０ＥＸＰＥＲ１ＥＮＣＥ?Ｒ２０１８ｘ??Ｌ?，?Ｓｔｅｐ：?Ｓｔｅｐ－Ｉ??２＊?＊＂?Ｘ?Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ?１１３１３：?Ｓｔｅｐ?Ｔｉｍ＊?＝?Ｓ．２ＳＯＯＥ－ＯＳ??Ｐｒｉｍａｒｙ?Ｗａｒ：?Ｍｉｓｅｓ??圖３．４?＆?＝０．１時(shí)兩相單胞的等效應(yīng)力云圖??Ｆｉｇ．?３．４?Ｔｈｅ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｓｔｒｅｓｓ?ｃｏｎｔｏｕｒ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ?ＲＶＥ?ｗｈｅｎ?ｓｙ?＝０．１??Ｓ，?Ｍｔｓｅｓ??５＋３．０１Ｓｅ＋０４??＋２．７６７ｅ＋０４??＋２．Ｓ１９Ｃ＋０４??￣｜－?＋２．２７１ｅ＋ＣＭ??—－＋２．０２４６＋０Ａ??ｍ－?＋ｉ．５２８ｅ＋〇＜ａ??＊－?＋ｌ，２８０ｅ＋０ｄ??—－＋１０３２ｅ＋０ｄ??＝－＋７，８４１ｅ＋０３?Ｉ??Ｂ？?＋５．３６２ｅ＋０３??＋２?，ｆｌＳ３ｅ＋０３??＋４．０４３ｅ＋０２??Ｔ?ＯＤ６；?ｖｌ６００＿ｚ２ｌｌ０４ｔｉｅ．ｏｄｂ?Ａｂａｑｕｓ／Ｅｘｐｆｉｃｉｔ?３ＤＥＸＰＥＲＩＥＮＣＥ?Ｒ２０１６ｘ??Ｌ?，?Ｓｔｅｐ：?Ｓｔｅｐ－１??２Ｔ￣＾?ｘ?Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ?１１３１３：?Ｓｔｅｐ?Ｔｉｍｅ?＝?６．２５００Ｅ－０５??Ｐｒｉｒｒｉａｒｖ?Ｖａｒ：?Ｓ，?Ｍｉｓｅｓ??圈３．５?＆?＝?０．１時(shí)兩相單胞的等效應(yīng)力云晴??Ｆｉｇ．?３．５?Ｔｈｅ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｓｔｒｅｓｓ?ｃｏｎｔｏｕｒ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ?ＲＶＥ?ｗｈｅｎ?ｓｚ?＝０．１??Ｗ＿??Ｔ?ＯＤＢ：?ｖｌ６

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于均勻化理論的復(fù)合材料安定性分析方法[J]. 秦方,張樂(lè)樂(lè),黃松華,陳耕.  工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]基于細(xì)觀力學(xué)有限元法的碳纖維增強(qiáng)鋁合金復(fù)合材料橫向拉伸行為研究[J]. 田亮,王振軍,周金秋,蔡長(zhǎng)春,徐志鋒,余歡.  失效分析與預(yù)防. 2018(02)
[3]基于峰值力納米力學(xué)模量成像技術(shù)的碳纖維/樹(shù)脂復(fù)合材料界面尺寸與性能的原位表征[J]. 牛一凡,楊贏,孟積興.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2017(03)
[4]東麗T800H與T800S碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)比較[J]. 井敏,譚婷婷,王成國(guó),馮志海,楊云華,潘月秀.  材料科學(xué)與工藝. 2015(02)
[5]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層板高速?zèng)_擊損傷數(shù)值模擬[J]. 古興瑾,許希武.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]多尺度方法在復(fù)合材料力學(xué)分析中的研究進(jìn)展[J]. 鄭曉霞,鄭錫濤,緱林虎.  力學(xué)進(jìn)展. 2010(01)
[7]單向復(fù)合材料高應(yīng)變率下材料特性的研究(英文)[J]. 王瑋波,R. A. SHENOI.  船舶力學(xué). 2009(03)
[8]2D-C/SiC復(fù)合材料應(yīng)變率相關(guān)的動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型[J]. 劉明爽,李玉龍,陶亮,徐緋,成來(lái)飛.  爆炸與沖擊. 2008(05)
[9]周期性復(fù)合材料熱力耦合性能的多尺度方法[J]. 吳世平,唐紹鋒,梁軍,杜善義.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(12)
[10]顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能研究[J]. 張江濤,劉立勝,周安,翟鵬程.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(城市科學(xué)版). 2006(S2)

博士論文
[1]三維多向編織復(fù)合材料宏細(xì)觀力學(xué)性能及高速?zèng)_擊損傷研究[D]. 張超.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]復(fù)合材料層板高速?zèng)_擊損傷研究[D]. 古興瑾.南京航空航天大學(xué) 2011

碩士論文
[1]環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料導(dǎo)熱性能模擬[D]. 閆懂.華中科技大學(xué) 2017
[2]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)宏細(xì)觀多尺度力學(xué)性能研究及應(yīng)用[D]. 張興龍.西安電子科技大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3323736