異質性透明材料疊層結構服役行為的一體化研究.pdf

1、近年來隨著航空技術的高速發(fā)展，先進復合材料在航空結構中的應用越來越多，飛機風擋就是一種高強度的復合材料。風擋材料是一種層合玻璃，它是由較大彈性模量的透明材料和較小剪切模量的軟膠層層合而成，并且各層材料之間熱膨脹系數也有很大的差異。由于飛機飛行環(huán)境和飛行狀態(tài)等因素影響，飛機風擋會有比較大的溫度變化，使風擋層間產生剪切損傷；受到飛鳥沖擊等荷載作用。因此層間變形協(xié)調性、沖擊性能、以及結構可靠性設計的研究就具有重要的意義。 本項研究就

2、是針對異質性疊層結構飛機風擋在服役工況下的外界條件，以單種材料的基本性能為基礎，通過計算機模擬的方式預測飛機風擋整體結構和層間結合面上的一些基本性能和它在服役工況下的性能。具體內容如下： 以測試彈性模量、剪切模量、熱膨脹系數的物理試驗為基礎，利用有限元軟件ABAQUS實現(xiàn)其試驗過程的模擬分析，通過程序設計實現(xiàn)了對飛機風擋的彈性模量、剪切模型和熱膨脹系數的預測。 根據服役工況，對疊層結構飛機風擋在計算機上進行熱力耦合分

3、析，預測出了它在服役工況下最容易發(fā)生損傷和破壞的位置，以此表征飛機風擋剪切行為的變形協(xié)調性。參考拉伸試驗，在拉伸荷載作用下，實現(xiàn)了對飛機風擋在發(fā)生斷裂前，層間結合面上應力應變響應對應關系的預測。 利用臨界失效能量判據，針對風擋在法向荷載作用工況下，通過模擬分析和程序設計，計算得到不同跨度和厚度的層合結構，各層的最大吸能量和層合板對應的強度。分析臨界失效狀態(tài)下不同跨度和厚度臨界失效集中力、臨界失效位移、最大吸能量和板的強度的對應