纤维金属层板抗高速冲击性能影响分析研究

发布时间：2017-08-05 13:07

  本文关键词：纤维金属层板抗高速冲击性能影响分析研究

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【摘要】：飞行器在服役使用过程中难免会遭受冰雹、跑道石子以及鸟撞等冲击问题。对于高速飞行中的飞行器,任何碰撞都有可能导致灾难性的后果,对航空安全产生巨大威胁,因此对于航空材料的抗冲击性能分析必不可少。由于纤维金属层板(FMLs)拥有高比强度和比刚度、高韧性、耐冲击以及耐腐蚀等优点,许多先进的飞行器都在机身壁板或机翼前缘等位置选择了纤维金属层板(FMLs)作为主体材料。我国对于纤维金属层板的研究起步较晚,研究方向比较单一,多以低速冲击为主。为了更为全面的了解并运用这种先进的复合材料,对纤维金属层板的抗高速冲击性能影响研究必不可少。本文在总结归纳了多年来纤维金属层板冲击响应的国内外研究成果后,利用PAM-CRASH软件应用了Johnson-Cook模型,CDM模型以及B-K准则后建立了合理的纤维金属层板高速冲击仿真模型。将仿真结果与国内外学者的试验数据进行对比分析,两者吻合较好,从而验证了模型的正确性。在此基础上,本文研究了不同铺层形式、不同铝合金比重、不同构型以及不同大小冲击物对纤维金属层板抗冲击性能的影响。建立了GLARE材料加筋壁板的冲击仿真模型,研究不同冲击角度以及冲击位置对整个结构件的冲击性能影响,得到了GLARE材料加筋壁板抗高速冲击的敏感部位;同时研究了铝合金缘条和复合材料缘条对GLARE材料加筋壁板抗冲击性能影响区别,分析结果为以后的设计与试验提供一定的借鉴和参考。
【关键词】：纤维金属层板 高速冲击 动态响应 CDM模型 加筋壁板 数值模拟
【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】：2016
【分类号】：V214
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 注释表10-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 引言11-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.3 冲击载荷分析方法研究17-18
• 1.3.1 理论分析研究17
• 1.3.2 数值仿真研究17
• 1.3.3 试验分析研究17-18
• 1.4 本文主要研究工作18-20
• 第二章 纤维金属层板冲击损伤研究20-29
• 2.1 引言20
• 2.2 金属本构模型20-21
• 2.3 金属损伤准则21
• 2.4 玻璃纤维复合材料本构模型21-22
• 2.5 CDM模型22-25
• 2.6 复合材料失效准则25-27
• 2.7 层间失效准则27-28
• 2.8 本章小结28-29
• 第三章 冲击载荷数值仿真分析29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 动态力学显示求解方法29
• 3.3 层板高速冲击应力波响应研究29-31
• 3.4 纤维金属层板冲击载荷下能量吸收研究31-34
• 3.5 有限元模型建立与验证34-39
• 3.5.1 弹头冲击模型34-35
• 3.5.2 纤维金属层板模型35-38
• 3.5.3 纤维金属层板层间失效仿真38-39
• 3.5.4 接触定义39
• 3.6 仿真结果分析39-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第四章 纤维金属层板冲击性能影响因素分析42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 有限元模型42-43
• 4.3 铺层顺序对冲击性能的影响43-45
• 4.4 铝合金比重对冲击性能的影响45-46
• 4.5 不同构型对冲击性能的影响46-47
• 4.6 冲击物尺寸对冲击性能的影响47-49
• 4.7 本章小结49-50
• 第五章 GLARE蒙皮加筋壁板高速冲击分析50-59
• 5.1 引言50
• 5.2 GLARE加筋壁板冲击载荷有限元建模50-55
• 5.3 GLARE加筋壁板缘条冲击结果55-56
• 5.4 复合材料缘条抗冲击性能影响56-57
• 5.5 本章小结57-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 全文总结59-60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：625029