湿热条件下复合材料层合板的屈曲行为及其分散性研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:flowerofwind
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
在工程应用中复合材料结构经常处于恶劣的环境中,例如温度的急剧变化、潮湿的外部空间和内部应力等复杂的湿热力作用,导致其力学性能减弱,从而影响结构的安全性和使用寿命。此外,原始材料的分散性及制造工艺、环境等各种因素的交叉影响,导致复合材料内部不可避免地存在许多随机分布的缺陷,这些都将导致复合材料性能具有较大的分散性,进而在一定程度上降低了复合材料结构的可靠度,限制了其应用和发展。在此基础上,本文做了如下工作:  1、简述了湿热环境下复合材料层合板的屈曲行为及其分散性的研究现状。  2、基于经典的Von Karman平板理论,运用Hamilton原理推导出层合板在温度场下的运动方程,进而得出临界热屈曲温度的求解公式。利用MATLAB计算层合板在均匀温度场及非均匀温度场下的临界屈曲温度,讨论了均匀温度场下边界条件和铺层角度对临界屈曲温度的影响;以及非均匀温度场下热源位置和振动模态对临界屈曲温度的影响;并通过ANSYS对上述结果进行验证。  3、考虑到温度和湿度的耦合作用,推导出层合板的面内临界屈曲载荷求解公式,通过与参考文献中的固有频率和面内临界屈曲载荷进行比较,验证目前方法和程序的准确性。具体研究了不同边界条件下非均匀湿热分布对层合板临界屈曲湿度和面内临界屈曲载荷的影响;以及不同湿热分布形式对层合板临界屈曲湿度和面内临界屈曲载荷的影响。  4、基于复合材料的细观力学,推导出层合板的平均热屈曲温度公式,在此基础上使用一阶摄动法,得出热屈曲温度的分散性求解公式。应运MATLAB求解固有频率的平均值和分散系数,并与参考文献中的数值结果进行对比,验证研究方法的正确性。  5、将系统参数:材料性能、热胀系数、纤维体积分数和铺层角度分别作为独立的随机变量,基于一阶摄动法,利用 MATLAB得出了TID和TD两种层合板的热屈曲温度的二阶统计:平均值和方差。具体讨论了:几何尺寸、铺层角度和边界条件对平均热屈曲温度的影响。研究了纤维弹性模量、基体弹性模量、纤维体积分数、纤维热胀系数和基体热胀系数等分别作为随机变量时,对热屈曲温度分散性的影响情况。当铺层角度作为随机变量时,针对铺设角度为[θ/θ/θ/θ]的层合板,对比了板的表层和里层对其热屈曲温度分散性的影响程度。此外,对于铺设角度为[0/θ/θ/0]的层合板,研究了不同铺层角度下SSSS、CSCS和CCCC三种边界对层合板热屈曲温度分散性的影响情况,分析了影响热屈曲温度的分散性的具体因素。  6、在热屈曲温度的分散性问题研究中,所有的数值结果均由一阶摄动法和Monte-Carlo法分别得出,对两种方法得到的结果进行对比,从而验证结论的正确性。
其他文献
性能优越的悬挂系统是车辆在不同地形条件下具有快速机动性和良好舒适性的重要保证。传统的地面车辆,普遍采用被动悬挂系统,不能主动适应车辆行驶状况和外界激励的变化,大大
医学图像三维重建是一个多学科交叉的研究领域,它涉及数字图像处理、计算机图形学以及医学领域的相关知识对医学图像三维重建的研究,具有重要的学术意义和应用价值。现代医疗
励磁控制装置是同步发电机的重要组成部分,在保持发电机正常运行和电力系统稳定运行方面起着重要作用,调节励磁是提高电力系统安全稳定性和运行质量的有效而经济的手段。励磁控制装置除要求具有高技术性能指标和可靠性外,还应具备完备的控制保护功能,对各种非正常工况,励磁控制装置能够自动处理,无需人为干预。励磁控制装置还需接收计算机监控网下发的操作控制和调整指令,并将励磁系统的状态信息传送到计算机监控网。因此,随
转台不仅是进行模拟、仿真、测试等的关键设备,而且是一个高精度、大负载、大偏载的复杂系统,在航空、航天、航海、兵器等关键领域中起着极重要的作用,它可以真实的复现各种飞行
为了能够确定4LZ-2型自走式谷物联合收割机的发动机、割刀以及路面不平度等因素在收割机产生振动中所占比例的大小,本文用YE6261B动态数据采集测试系统测试了六种工况下收割机
就如科幻记录片《火星时代》所说的那样——宇宙向科学家与探险家招手,督促人类征服更远的地方,探测火星不再是梦想,我们不是为了探访而是为了留下。延承着"留下"即移民火星的伟大梦想,人类对火星探索的尝试几乎贯穿着整个航天探索史,今天就让我们一起回顾一下60年来,人类的火星探测历程吧。
期刊
载人航天器设计中,必须考虑航天器对空间碎片撞击的防护问题,并使用动力学方法研究其完整撞击过程,以保证防护结构设计的合理性。Whipple防护结构作为方便、实用的空间碎片防护
19世纪晚期,欧洲天文学家利用当时新研制的望远镜,发现火星表面的线性网状条纹,并把它们解释为"运河",自此"火星人"成为科幻作品的主角;1976年,海盗1号(也称维京1号)在火星表面拍摄到一张酷似人脸的照片,再次引发人们对"火星人"的遐想。自始至终,生命的探寻一直是火星探测的主要任务。一方面,科学探测的初始结果,基本上否定了火星高级生物的存
期刊
CoSb_3是最具应用前景的中温热电材料之一,是热电材料研究的热点。本文用固相反应法结合高能球磨方法制备出具有微米和纳米尺度的CoSb_3粉体。然后在450℃及1.5~6GPa压力范围内的不同压力条件下分别以微米、纳米、微米-纳米复合的粉体作为起始原料制备出块体CoSb_3。研究了高压烧结过程中晶粒尺寸随压力的变化规律,讨论了高压烧结对材料表面微观形貌、相组成和热电性能的影响。对于微米晶方钴矿材料
玻纤增强环氧树脂材料已广泛应用于很多重要领域,但其复合结构非线性参激稳定性的研究极少。本文研究了复合梁的模态分析结合实验建模方法,及其静力与动力稳定性问题。利用玻纤