复合材料夹芯结构横向载荷极限强度研究及影响因素分析

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jicaomin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
复合材料的研究、应用及生产规模已经成为衡量一国先进生产力的突出性指标之一。复合材料在比强度、比刚度、耐腐蚀性等众多性能上有独一无二的优势,在各行各业中都占有一席之地。  复合材料夹芯结构在横向面外力作用下的极限承载能力预估,对于船舶、潜器等结构物的外板受弯曲载荷如均布力时的力学行为研究有重要意义。本文旨在研究复合材料夹芯结构的横向载荷极限强度并讨论其影响因素。全文分为六章:第一章阐述了课题背景;第二章奠定了课题理论基础;第三章至第四章分别从试验、数值模拟两方面研究了复合材料夹芯结构的横向载荷极限强度;第五章对影响该极限强度的五种因素分别进行了讨论并优化;第六章对全文进行了总结并做出展望。  本文首先求解出复合材料夹芯板面板与芯材分别需要的独立弹性常数数量,列举了复合材料板力学问题的理论分析方法并逐一进行评价,并提出本文对于夹芯结构受弯曲极限载荷时力学行为的考虑。接着提出本文的渐进失效模型:以原创MSH方法判断局部失效;提出针对纤维布的四组对应退化系数;以无法继续加载作为试验时判断极限载荷的标准;以ABAQUS中Riks方法求得的载荷位移曲线顶点作为数值模拟时的对应判断标准。  然后对作者参与的一项复合材料夹芯板JX-1横向外载极限强度试验与一项夹芯板钢架结构 SJ-1横向外载极限强度试验进行了介绍,得到了关键处如板中心点的挠度随加载载荷变化的趋势。之后详细分析和解释了基于ABAQUS的复合材料夹芯板横向载荷极限强度的各求解要点。通过JX-1夹芯板、SJ-1夹芯板钢架结构关键点处载荷位移曲线数值解与试验解的对比,验证了模型的正确性。并通过研究渐进损伤过程证明了芯材与界面粘结在破坏步损伤情况良好且不是破坏产生的诱因,而短边纤维断裂、纤基剪切与加载处的压缩分层才是导致试验中各裂纹产生的主要原因。  最后,本文采用单一变量法对影响夹芯板横向载荷下极限强度的因素如荷载分布、边长比、铺层角、厚度以及芯材比例进行了分析。其中,在对芯材比例的讨论中引入了重量作为参考因素并进行优化,得到最优芯材比例为65.1%。基于该优化值重建了夹芯板钢架结构模型 SJ-2,指出虽然优化后的结构极限承载能力稍微降低,却大幅提高了该结构的轻量性。  本文使用渐进损伤方法求解得到的面外横向力下的极限载荷与试验结果较为相符,证明模型能对该种形式载荷下复合材料夹芯结构的破坏特性作出较好预测,此外,文中于影响因素的讨论也对夹芯结构的优化有一些参考价值。
其他文献
提起《玉簪记》,即便加注以“昆曲”,也会有很多不同的定义.从明朝高濂的《玉簪记》传奇文本到民国初年昆曲传字辈艺人所继承的数折《玉簪记》折子戏,其间几百年沉浮,案头和
期刊
期刊
一、溶液pH的计算策略rn1.明晰概念.rn(1)pH是c(H+)的负对数,即pH=-lgc(H+).c( H+)是指溶液中氢离子的浓度,c( H+)浓度范围在1~10-14 mol/L之间时可用pH表示.rn(2)酸和酸性溶
期刊
飞行器垂直尾翼的振动主动控制对于提高尾翼的疲劳寿命、飞行器的机动性以及减小飞行器的维护成本具有较大的实际意义。本文以某型飞机的尾翼模型为目标,采用基于多DSP处理器
本文通过对机舱内设备振动数值模拟方法的研究,为设备有限元建模的参数选择提供依据,同时,通过有限元ANSYS分析,对设备(局部)固有频率进行计算,并提出改善措施,最后通过试验测量设
矢量水听器作为20世纪晚期出现的一种新型水下声传感器,可以同步共点的获得声场的标量和矢量信息,改善了水声系统的性能。为了满足远距离探测和低频噪声测量的要求,低频、小型化、高灵敏度已成为矢量水听器发展的一个重要趋势,三迭片式矢量水听器为这一发展趋势提供了一条途径。首先,本文从理论上分析了三迭片式矢量水听器的工作原理及其特性。主要包括刚硬柱的接收理论,矢量水听器的电声参数,一般加速度计的设计理论,压电
汽车保有量的快速增长,使得汽车排放的尾气对环境的影响日益严重,针对汽车排放的法规也日益严格。我国GB 18352.2-2001《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(Ⅱ)》中规定汽车必
目的:观察在心脏介入手术患者围手术期护理中安全护理干预的应用效果.方法:本次实验研究84例患者随机选取于我院在2018年10月-2019年10月期间纳入的心脏介入手术患者,以随机