本文關(guān)鍵詞： 碳纖維復(fù)合材料 三維漸進疲勞損傷模型 補片參數(shù) 疲勞損傷 疲勞剩余強度　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：碳纖維復(fù)合材料因其優(yōu)越的性能普遍應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域中。復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)或多或少會出現(xiàn)一些微小損傷,鑒于此種情況,復(fù)合材料貼片修補逐漸成為人們的一個分析重點。而航空器結(jié)構(gòu)在飛行情況下不僅承受靜載荷還受到一些疲勞載荷的影響,因此疲勞載荷下膠接修補結(jié)構(gòu)的剩余強度研究則具有重要的實際意義。本文主要研究了疲勞載荷下復(fù)合材料膠接修補結(jié)構(gòu)的損傷擴展和剩余強度。首先,采用APDL編程語言進行碳纖維復(fù)合材料建模,并建立復(fù)合材料膠接修補結(jié)構(gòu)的疲勞逐漸損傷仿真模型�；谌SHashin疲勞失效準則,分別考慮了基體開裂疲勞失效、基體壓縮疲勞失效、基體纖維剪切疲勞失效、層間拉伸疲勞失效、層間壓縮疲勞失效、纖維斷裂疲勞失效和纖維壓縮疲勞失效七種單元失效模式,使用Shokrieh提出的復(fù)合材料衰減模型仿真復(fù)合材料單元的疲勞失效擴展情況,并選擇突降準則作為疲勞損傷單元材料屬性的變化準則。其次,采用以連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)為基礎(chǔ)的膠層失效判定準則,使用該膠層失效準則來模擬膠層失效,通過與試驗進行對比,保證模型的準確性。最后,建立以疲勞逐漸累積損傷方法為基礎(chǔ)的膠接修補結(jié)構(gòu)疲勞損傷模型,研究了補片大小變化時膠接修補結(jié)構(gòu)的疲勞損傷和剩余強度情況。同時,研究補片形狀、補片厚度和膠層厚度對膠接修補結(jié)構(gòu)疲勞損傷和疲勞剩余強度的影響,并進行疲勞試驗驗證仿真計算的準確性,確定疲勞載荷下修補效果最優(yōu)的補片參數(shù)和膠層參數(shù)。
[Abstract]:Carbon fiber composites (CFRP) are widely used in the aerospace field because of their superior properties. Laminated composite structures will more or less appear some minor damage, in view of this situation. Composite patch repair has gradually become an important point of analysis, and the aircraft structure is affected not only by static load but also by some fatigue load in flight. Therefore, it is of great practical significance to study the residual strength of adhesive repair structure under fatigue load. In this paper, the damage propagation and residual strength of composite adhesive repair structure under fatigue load are mainly studied. First of all. The modeling of carbon fiber composites is carried out by using APDL programming language, and the fatigue progressive damage simulation model of composite adhesive repair structure is established. The fatigue failure criterion of 3D Hashin is based on the model. The cracking fatigue failure, the compressive fatigue failure, the shearing fatigue failure, the tensile fatigue failure and the compression fatigue failure are considered respectively. There are seven failure modes of fiber fracture fatigue failure and fiber compression fatigue failure. The fatigue failure propagation of composite elements is simulated by using the composite attenuation model proposed by Shokrieh. The sudden drop criterion is chosen as the change criterion of material properties of fatigue damage unit. Secondly, the failure criterion of rubber layer based on continuum damage mechanics is used to simulate the failure of rubber layer. Finally, the fatigue damage model based on the fatigue cumulative damage method is established to repair the fatigue damage of the structure. The effects of patch shape, patch thickness and adhesive thickness on fatigue damage and residual strength of adhesive repair structure were studied. Fatigue tests were carried out to verify the accuracy of the simulation calculation and to determine the optimal patch parameters and rubber layer parameters for the repair effect under fatigue load.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB33

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本文編號：1442560