学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

含损伤复合材料加筋壁板屈曲及后屈曲研究

作　者: 范振民
导　师: 陈吉安
学　校: 上海交通大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 加筋板屈曲后屈曲快速计算损伤
分类号: TB33
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 170次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

复合材料加筋板作为一种典型的工程结构,在航空、航天、机械等许多领域得到了越来越多的应用。在实际使用中,复合材料加筋板常受到压缩等载荷的作用,屈曲失稳是其最常见的失效形式。屈曲后的加筋板仍具有较高的后屈曲承载能力,如果合理进行设计,将大大提高材料的利用率。筋条与壁板在制造中可能会含有缺陷,在运输、使用过程中可能会出现损伤,因此,考虑含损伤复合材料加筋壁板屈曲及后屈曲问题是复合材料结构设计领域亟需解决的问题之一。本文采用广泛使用的等效宽度法,使用MATLAB编程实现了解析解快速计算,得到了加筋板初始屈曲载荷和压溃载荷,并分析了参数对两种载荷的影响,将计算得出的结果与参考文献试验数据和有限元ABAQUS仿真得出的结果进行了比较和分析。在ABAQUS/CAE平台下,首先进行复合材料加筋板的非线性有限元分析模型的建模,然后研究了压缩载荷作用下复合材料加筋板前后屈曲行为,准确预测了复合材料加筋板的屈曲载荷及其后屈曲承载能力。这种方法与参考文献试验结论及有限元仿真有很好的一致性。然后在原始无损伤状态下,通过引入屈曲模态,探讨了筋条高度、宽度参数等对复合材料加筋板屈曲载荷和极限强度的影响。最后建立了含冲击和裂纹损伤的加筋曲板模型,研究了微裂纹方向、位置等参数对屈曲及后屈曲的影响,同时采用等效损伤折减法对冲击损伤的后屈曲影响进行了对比分析。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-18
  1.1 课题研究背景  9-11
  1.2 研究现状  11-17
    1.2.1 基于屈曲理论的复合材料加筋板屈曲问题研究现状与分析  12
    1.2.2 基于有限元法的复合材料加筋板屈曲问题研究现状与分析  12-15
    1.2.3 复合材料含损伤问题研究现状  15-16
    1.2.4 复合材料加筋板屈曲和后屈曲试验和程序的开发研究现状  16-17
  1.3 文章主要工作  17-18
第二章加筋曲板的屈曲及后屈曲快速计算  18-29
  2.1 屈曲及后屈曲快速计算  18-23
    2.1.1 引言  18-19
    2.1.2 加筋曲板初始屈曲载荷  19
    2.1.3 加筋曲板最终压缩极限载荷  19-23
  2.2 MATLAB 编程及快速计算分析  23-26
  2.3 加筋曲板参数分析  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章复合材料加筋曲板屈曲及后屈曲有限元分析  29-51
  3.1 引言  29
  3.2 复合材料加筋曲板的屈曲分析  29-35
    3.2.1 复合材料加筋板结构  30-31
    3.2.2 材料属性  31
    3.2.3 几何尺寸  31-33
    3.2.4 载荷及其作用方式  33
    3.2.5 计算程序  33-34
    3.2.6 计算模型和网格划分  34
    3.2.7 边界条件  34-35
  3.3 数值模拟及分析讨论  35-42
    3.3.1 不同复合材料加筋曲板屈曲数值结果  35-36
    3.3.2 与参考试验数据和解析求解结果对比分析  36-37
    3.3.3 几何因素对加筋板屈曲的影响  37-40
    3.3.4 屈曲模态分析  40-42
  3.4 复合材料加筋板的后屈曲分析  42-49
    3.4.1 不同复合材料加筋曲板屈曲数值结果  43-44
    3.4.2 有限元极限载荷与参考试验对比  44
    3.4.3 整体载荷-位移曲线分析  44-47
    3.4.4 局部点位移及屈曲分析  47-49
  3.5 本章小结  49-51
第四章含损伤的复合材料加筋曲板后屈曲研究  51-66
  4.1 引言  51-52
  4.2 有限元模型基本参数  52-55
    4.2.1 加筋曲板的基本参数  52-54
    4.2.2 引入损伤裂纹基本参数  54
    4.2.3 引入损伤冲击基本参数  54-55
  4.3 含裂纹损伤加筋曲板的后屈曲结果与分析  55-61
    4.3.1 横向裂纹有限元分析  55-56
    4.3.2 一定裂纹在同一构件上不同位置对后屈曲影响  56
    4.3.3 不同裂纹在同一构件上同一位置对后屈曲影响  56-57
    4.3.4 一定裂纹在非连续构件上对后屈曲影响  57-58
    4.3.5 局部点位移及屈曲分析  58-60
    4.3.6 纵向裂纹有限元分析  60
    4.3.7 纵向裂纹在曲板面上各参数对后屈曲的影响  60-61
  4.4 含冲击损伤加筋曲板的后屈曲结果与分析  61-65
    4.4.1 一定损伤在不同区域对后屈曲的影响  61-62
    4.4.2 部分区域载荷位移曲线分析  62-63
    4.4.3 局部点位移及屈曲分析  63-65
  4.5 本章小结  65-66
第五章总结与展望  66-69
  5.1 主要工作与创新点  66-68
  5.2 后续研究工作  68-69
参考文献  69-73
附录1  73-81
致谢  81-82
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  82-84

含损伤复合材料加筋壁板屈曲及后屈曲研究

内容摘要

全文目录

相似论文