FRP復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)面外受壓時(shí)局部屈曲顯式分析
發(fā)布時(shí)間:2020-12-19 20:58
復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)(Composite Honeycomb Structures)是一種用途非常廣泛的新型材料,它具有比重小,相對高的彎曲剛度,具有良好的吸能及隔熱、隔聲性能等諸多特點(diǎn)。在航空領(lǐng)域,蜂窩材料是夾層板芯層的首選材料。蜂窩結(jié)構(gòu)的材料還廣泛應(yīng)用于汽車以及土木工程領(lǐng)域,典型的三明治結(jié)構(gòu)就是在兩塊面板之間用較輕的蜂窩夾芯分隔開。纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)(FRP Honeycombs)在承受面外載荷時(shí),通常會(huì)在達(dá)到材料強(qiáng)度破壞之前發(fā)生局部屈曲。然而由于蜂窩結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)較為復(fù)雜且具有自重復(fù)的特性,FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲性能的理論分析較少。本文運(yùn)用瑞利-里茨法和離散板理論對FRP蜂窩結(jié)構(gòu)的局部屈曲問題進(jìn)行了深入研究,推導(dǎo)出復(fù)合材料板連接處的旋轉(zhuǎn)約束剛度新公式,運(yùn)用旋轉(zhuǎn)約束剛度新公式對FRP蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部屈曲分析,獲得了計(jì)算FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲臨界載荷的顯式表達(dá)式,為FRP蜂窩結(jié)構(gòu)面外受壓時(shí)的局部屈曲前設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。本文研究的具體內(nèi)容如下:(1)基于金屬材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論,推導(dǎo)出正交各向異性薄壁型材各板連接處的旋轉(zhuǎn)約束剛度近似表達(dá)式。將新公式首先運(yùn)用于箱型結(jié)構(gòu)的屈曲分析,...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 概述
1.1.1 復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)概論
1.1.2 復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
1.1.3 復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)在橋梁上的應(yīng)用
1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展和現(xiàn)狀
1.3 選題的目的和意義
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 正交各向異性蜂窩夾芯的穩(wěn)定性分析理論
2.1 正交各向異性夾層板的理論
2.1.1 正交各向異性夾層板的基本方程
2.1.2 正交各向異性蜂窩夾芯的夾層板
2.2 經(jīng)典層合板理論
2.2.1 層合板的基本假設(shè)
2.2.2 層合板的應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系
2.2.3 層合板的合力及合力矩
2.3 正交各向異性板小撓度屈曲理論
2.3.1 復(fù)合材料薄板屈曲的基本概念
2.3.2 正交各向異性板小撓度屈曲控制方程
2.4 本章小結(jié)
第三章 旋轉(zhuǎn)約束下正交各向異性板局部屈曲研究
3.1 離散板分析方法
3.2 FRP箱型結(jié)構(gòu)的局部屈曲分析
3.2.1 瑞利-里茨法
3.2.2 旋轉(zhuǎn)約束板局部屈曲公式的推導(dǎo)
3.3 旋轉(zhuǎn)約束剛度的理論推導(dǎo)
2-α 為負(fù)的正交各向異性材料"> 3.3.1 u2-α 為負(fù)的正交各向異性材料
2-α 為正的正交各向異性材料"> 3.3.2 u2-α 為正的正交各向異性材料
3.4 參數(shù)研究
3.4.1 材料屬性的參數(shù)研究
3.4.2 截面屬性的參數(shù)研究
3.4.3 箱型結(jié)構(gòu)縱橫比的參數(shù)研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲分析
4.1 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)各面板連接處旋轉(zhuǎn)約束剛度的計(jì)算
4.1.1 疊加原理計(jì)算第一類六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)約束剛度的可行性研究
4.1.2 第二類六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的局部屈曲研究
4.2 三種等壁厚FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲分析
4.2.1 六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲的參數(shù)研究
4.2.2 矩形蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲的參數(shù)研究
4.2.3 三角形蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲的參數(shù)研究
4.3 三種不等壁厚FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲分析
4.3.1 不等壁厚六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)
4.3.2 不等壁厚矩形蜂窩結(jié)構(gòu)
4.3.3 不等壁厚三角形蜂窩結(jié)構(gòu)
4.4 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲設(shè)計(jì)步驟
4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)
5.1 全文總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性研究[J]. 杜正興,薛應(yīng)舉,劉洪權(quán). 強(qiáng)度與環(huán)境. 2014(04)
[2]復(fù)合材料型材腹板局部屈曲分析[J]. 劉慶輝,喬丕忠,徐吉峰,陸孜子. 力學(xué)季刊. 2013(04)
[3]蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)吸波性能的有限元計(jì)算分析[J]. 邱克鵬,吳晨,張衛(wèi)紅. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2013(09)
[4]復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與優(yōu)化分析[J]. 陳書華,劉勇瓊,劉建超. 宇航材料工藝. 2012(03)
[5]基于有限元法的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[J]. 張鐵亮,丁運(yùn)亮,金海波. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]垂直載荷作用下蜂窩紙板的非線性屈曲分析[J]. 曾廣勝,江太君,劉躍軍,陳挺. 包裝學(xué)報(bào). 2010(01)
[7]蜂窩芯體材料面外等效彈性模量預(yù)測與分析[J]. 趙劍,謝宗蕻,安學(xué)峰,張明,劉剛,馬宏毅. 航空材料學(xué)報(bào). 2008(04)
[8]GFRP橋面板在公路橋梁上的應(yīng)用[J]. 蘇明. 內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸. 2007(03)
[9]幾種纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 張伏,楊欣,佟金. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(S1)
[10]蜂窩夾芯板的熱學(xué)與力學(xué)特性分析[J]. 唐羽燁,薛明德. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2005(02)
本文編號(hào):2926564
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 概述
1.1.1 復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)概論
1.1.2 復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
1.1.3 復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)在橋梁上的應(yīng)用
1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展和現(xiàn)狀
1.3 選題的目的和意義
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 正交各向異性蜂窩夾芯的穩(wěn)定性分析理論
2.1 正交各向異性夾層板的理論
2.1.1 正交各向異性夾層板的基本方程
2.1.2 正交各向異性蜂窩夾芯的夾層板
2.2 經(jīng)典層合板理論
2.2.1 層合板的基本假設(shè)
2.2.2 層合板的應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系
2.2.3 層合板的合力及合力矩
2.3 正交各向異性板小撓度屈曲理論
2.3.1 復(fù)合材料薄板屈曲的基本概念
2.3.2 正交各向異性板小撓度屈曲控制方程
2.4 本章小結(jié)
第三章 旋轉(zhuǎn)約束下正交各向異性板局部屈曲研究
3.1 離散板分析方法
3.2 FRP箱型結(jié)構(gòu)的局部屈曲分析
3.2.1 瑞利-里茨法
3.2.2 旋轉(zhuǎn)約束板局部屈曲公式的推導(dǎo)
3.3 旋轉(zhuǎn)約束剛度的理論推導(dǎo)
2-α 為負(fù)的正交各向異性材料"> 3.3.1 u2-α 為負(fù)的正交各向異性材料
2-α 為正的正交各向異性材料"> 3.3.2 u2-α 為正的正交各向異性材料
3.4 參數(shù)研究
3.4.1 材料屬性的參數(shù)研究
3.4.2 截面屬性的參數(shù)研究
3.4.3 箱型結(jié)構(gòu)縱橫比的參數(shù)研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲分析
4.1 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)各面板連接處旋轉(zhuǎn)約束剛度的計(jì)算
4.1.1 疊加原理計(jì)算第一類六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)約束剛度的可行性研究
4.1.2 第二類六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的局部屈曲研究
4.2 三種等壁厚FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲分析
4.2.1 六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲的參數(shù)研究
4.2.2 矩形蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲的參數(shù)研究
4.2.3 三角形蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲的參數(shù)研究
4.3 三種不等壁厚FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲分析
4.3.1 不等壁厚六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)
4.3.2 不等壁厚矩形蜂窩結(jié)構(gòu)
4.3.3 不等壁厚三角形蜂窩結(jié)構(gòu)
4.4 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲設(shè)計(jì)步驟
4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)
5.1 全文總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性研究[J]. 杜正興,薛應(yīng)舉,劉洪權(quán). 強(qiáng)度與環(huán)境. 2014(04)
[2]復(fù)合材料型材腹板局部屈曲分析[J]. 劉慶輝,喬丕忠,徐吉峰,陸孜子. 力學(xué)季刊. 2013(04)
[3]蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)吸波性能的有限元計(jì)算分析[J]. 邱克鵬,吳晨,張衛(wèi)紅. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2013(09)
[4]復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與優(yōu)化分析[J]. 陳書華,劉勇瓊,劉建超. 宇航材料工藝. 2012(03)
[5]基于有限元法的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[J]. 張鐵亮,丁運(yùn)亮,金海波. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]垂直載荷作用下蜂窩紙板的非線性屈曲分析[J]. 曾廣勝,江太君,劉躍軍,陳挺. 包裝學(xué)報(bào). 2010(01)
[7]蜂窩芯體材料面外等效彈性模量預(yù)測與分析[J]. 趙劍,謝宗蕻,安學(xué)峰,張明,劉剛,馬宏毅. 航空材料學(xué)報(bào). 2008(04)
[8]GFRP橋面板在公路橋梁上的應(yīng)用[J]. 蘇明. 內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸. 2007(03)
[9]幾種纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 張伏,楊欣,佟金. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(S1)
[10]蜂窩夾芯板的熱學(xué)與力學(xué)特性分析[J]. 唐羽燁,薛明德. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2005(02)
本文編號(hào):2926564
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