含孔复合材料层合板的静强度破坏分析研究

发布时间：2017-04-23 04:07

  本文关键词：含孔复合材料层合板的静强度破坏分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：复合材料是 20 世纪 60 年代中期崛起的一种新型材料,它具有比强度高、比刚度高和可设计性强等许多优点,目前已广泛应用于航空航天结构上。对其结构以及损伤和破坏规律等进行研究,具有强大的工程实际意义,而含孔结构静强度的研究则是这些重要研究的基础。 在“九五”期间,对于含受挤压孔复合材料结构的强度与寿命设计准则、以及含一般孔和不含孔复合材料结构的寿命预测方法有一定的研究。本文在“九五”研究的基础上进一步开展理论研究,初步建立复合材料机匣类结构在工程中适用的分析方法和分析技术,取得了良好的效果。本文的研究主要包括以下内容: (1)采用逐渐损伤破坏分析的方法,发展了含一般孔结构的复合材料层合板的逐渐损伤破坏分析技术,其中用直接迭代的方法考虑了非线性因子α;以ANSYS 软件为技术平台,开发了相关的分析程序,将α作为变量编入该程序中。 (2)采用 Yamada-Sun 准则结合特征线和用 Hashin 准则的逐渐损伤破坏两种分析方法,发展了复合材料钉连接接头的静强度破坏分析方法和逐渐损伤破坏分析方法;以 ANSYS 软件为技术平台,分别编制了相关分析程序。 (3)在综合前人研究的基础上,提出的一个新的逐渐损伤破坏判断准则——混合准则。 (4)在进行含一般孔结构的复合材料层合板数值分析时,比较了 3 种不同破坏准则——最大应力准则、Hashin 准则和混合准则对初始出现损伤、破坏模式、损伤破坏规律、位移载荷——曲线和最终破坏载荷的影响,还比较了二维与三维模型对破坏结果的影响。 (5)在进行含挤压孔结构的复合材料层合板数值分析时,从破坏规律、破坏模式和最终破坏载荷这 3 个方面对静强度破坏分析和逐渐损伤破坏两种分析方法作了比较。
【关键词】：复合材料层合板 逐渐损伤破坏 非线性因子 破坏准则 破坏模式 有限元法
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：V214
【目录】：

• 第一章 绪论12-22
• 1.1 工程背景12
• 1.2 国内外技术研究状况12-20
• 1.2.1 含一般孔复合材料层合板的研究状况13-18
• 1.2.2 含挤压孔复合材料层合板的研究状况18-20
• 1.3 本文研究的主要工作20-22
• 第二章 基于ANSYS 软件的复合材料层合结构分析方法22-31
• 2.1 ANSYS 软件求解复合材料结构的功能概述22
• 2.2 单元模型的介绍22-25
• 2.2.1 SHELL99 单元模型23-24
• 2.2.2 SOLID46 单元模型24-25
• 2.3 有限元建模方法概述25-26
• 2.3.1 本文的有限元建模25
• 2.3.2 文献[18]的有限元建模25-26
• 2.4 失效准则26-29
• 2.4.1 ANSYS 自带的失效准则26
• 2.4.2 本文采用的失效准则26-29
• 2.5 算例分析29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 含一般孔复合材料层合板损伤破坏的研究31-71
• 3.1 复合材料层合板的本构关系31-35
• 3.1.1 单层复合材料的应力——应变关系31
• 3.1.2 单层复合材料任意方向的应力——应变关系31-32
• 3.1.3 层合板的弹性特性32-34
• 3.1.4 非线性剪应力应变关系34-35
• 3.2 基于ANSYS 软件的含一般孔复合材料损伤分析技术35-39
• 3.2.1 基于ANSYS 软件的逐渐破坏损伤分析与步骤35-36
• 3.2.2 材料退化的规律36-38
• 3.2.4 基于ANSYS 软件的逐渐破坏损伤分析程序的实现步骤38-39
• 3.3 含一般孔复合材料的逐渐损伤规律数值分析39-70
• 3.3.1 复合材料层合板的基本参数39-40
• 3.3.2 有限元模型40-41
• 3.3.3 二维模型下的含一般孔复合材料的损伤与破坏分析41-62
• 3.3.4 三维模型下的含一般孔复合材料的损伤与破坏分析62-70
• 3.4 本章小结70-71
• 第四章 含挤压孔复合材料层合板损伤破坏的研究71-86
• 4.1 含挤压孔复合材料层合板的静强度破坏分析71-77
• 4.1.1 含挤压孔复合材料的二维分析方法71-74
• 4.1.2 含挤压孔复合材料层合板静强度破坏的数值分析74-77
• 4.2 三维模型的含挤压孔复合材料的逐渐损伤破坏分析77-85
• 4.2.1 含挤压孔复合材料的三维分析方法77-80
• 4.2.2 三维模型下的含挤压孔复合材料的损伤规律数值分析80-85
• 4.3 本章小结85-86
• 第五章 全文总结和研究展望86-88
• 5.1 主要研究内容总结86
• 5.2 研究展望86-88
• 致谢88-89
• 攻读硕士学位期间发表的主要论文89-90
• 参考文献90-93

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李书良;刘勇琼;甘晓松;刘建超;;复合材料裙级间连接结构强度预测[J];固体火箭技术;2007年06期

2 廖英强;刘勇琼;嵇阿琳;;轴拉载荷下轴棒法C/C复合材料的渐进损伤[J];宇航材料工艺;2011年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 廖海浪;复合材料结构干涉连接[D];南昌大学;2011年

2 徐一轩;纯剪载荷下埋植元件复合材料层合板失效的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 李可;船舶总强度分析及开孔板受力特性研究[D];大连理工大学;2006年

4 吴新燕;金龟子外甲壳微结构的强韧性分析[D];重庆大学;2006年

5 储建恒;含分层损伤复合材料结构逐渐损伤分析研究[D];南京航空航天大学;2007年

6 石荣荣;复合材料二维渐进损伤模拟的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

7 蔡天舒;复合材料螺栓连接数值分析及次弯曲效应研究[D];武汉理工大学;2010年

8 魏峰;低温复合材料贮箱渐进失效分析[D];大连理工大学;2012年

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本文编号：321801