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变厚度复合材料层合板铺层递减设计

作　者: 王振世
导　师: 陈普会
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 变厚度复合材料铺层递减整体-局部应力集中
分类号: V229.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 52次
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内容摘要

变厚度层合板铺层递减结构在航空航天领域中应用十分广泛,本文在前人的工作基础上主要开展了以下几个方面的研究工作:1、针对变厚度复合材料层合板铺层递减结构,采用了一种整体-局部的分析方法。介绍了一种简化的2-D有限元模型进行整体分析,在过渡段附近有应力集中的位置采用细化网格进行局部分析。相较于传统的方法,这种方法只是在关键位置处采用精细的网格,可节约大量的计算时间。2、通过对铺层递减结构的有限元分析计算,得到这种结构特别是过渡段附近的应变和应力分布。研究了四个参数的影响,首先是同一位置处递减铺层的数量对结构性能的影响,第二是连续的两个铺层递减段之间的距离(错开距离)对结构性能的影响,第三个研究了不同的铺层方式对递减铺层结构性能的影响,最后研究了覆盖层对结构性能的影响。3、采用三维有限元模型分析了铺层递减结构,并与二维有限元模型的计算结果比较,所得结果基本一致。4、本文旨在提出一些设计变厚度层合板铺层递减结构的指导性建议。根据本文有限元分析的结果,并结合已有的设计方法,总结出一些铺层递减结构的设计方法,为该种结构的设计提供参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-15
  1.1 引言  11
  1.2 铺层递减结构设计及其研究现状  11-14
  1.3 本文的研究内容  14-15
第二章整体—局部分析方法  15-25
  2.1 铺层递减结构的整体分析  15-18
  2.2 1-D 模型的模拟  18-22
  2.3 整体-局部方法  22-23
    2.3.1 边界条件  23
  2.4 失效准则  23-25
第三章铺层递减结构的有限元分析  25-48
  3.1 同一位置处递减铺层数的影响  26-35
    3.1.1 沿厚度z 方向的应力、应变分布  29-31
    3.1.2 轴向应力分布  31-35
  3.2 连续的过渡段之间的距离（错开距离）  35-37
  3.3 错开距离以及铺层方式对层间应力的影响  37-42
  3.4 覆盖层对层间应力的影响  42-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章铺层递减结构的三维应力分析  48-54
  4.1 三维有限元模型  48-49
  4.2 计算结果及分析  49-53
    4.2.1 沿厚度z 方向的应变和应力分布  49-51
    4.2.2 沿x 方向的应力分布  51-53
  4.3 本章小结  53-54
第五章变厚度层合板铺层递减结构设计  54-58
  5.1 层合板设计的一般原则  54-55
  5.2 变厚度层合板设计  55-58
    5.2.1 过往经验  55-56
    5.2.2 有限元分析结果  56-58
第六章总结与展望  58-60
  6.1 全文总结  58
  6.2 主要结论  58-59
  6.3 展望  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
在学期间研究成果及发表的学术论文  65

变厚度复合材料层合板铺层递减设计

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