鋪放工藝對碳纖維復(fù)合材料拉、彎力學(xué)行為影響研究.pdf

1、作為新型的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)，自動鋪放具有高生產(chǎn)質(zhì)量、高生產(chǎn)效率以及低人工成本等優(yōu)勢。目前，對于碳纖維復(fù)合材料鋪放工藝的研究工作主要集中于兩方面，一方面是對于復(fù)合材料鋪放軌跡研究，另一方面則是復(fù)合材料自動鋪放工藝參數(shù)優(yōu)化研究。因此，本文主要從這兩大主要研究方向入手，探究了主應(yīng)力鋪放軌跡對開孔層合板力學(xué)性能的影響以及鋪放工藝參數(shù)對層合板層間性能的影響，并進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)值模擬和試驗驗證，同時，為進(jìn)一步探索碳纖維復(fù)合材料的鋪放工藝奠定了基

2、礎(chǔ)。
　　首先簡要論述了樹脂基復(fù)合材料以及復(fù)合材料自動鋪放技術(shù)，重點介紹了變剛度復(fù)合材料設(shè)計方法、復(fù)合材料鋪放工藝參數(shù)優(yōu)化、復(fù)合材料開孔板漸進(jìn)損傷失效分析及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。結(jié)合最大主應(yīng)力鋪放軌跡設(shè)計方法和自動鋪放工藝參數(shù)優(yōu)化，提出了課題的研究背景與意義。最后，給出了本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)框架。
　　其次論述了復(fù)合材料力學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)理論，對于單一角度鋪層的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行了簡要概述，并基于單一角度鋪層應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系推導(dǎo)得出了變角度

3、纖維層合板應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。最后簡要介紹了幾種常見的內(nèi)聚力模型的本構(gòu)關(guān)系，為后續(xù)變剛度層合板的設(shè)計及損傷失效分析，短梁剪切層間性能分析奠定基礎(chǔ)。
　　針對復(fù)合材料開孔板鋪放軌跡進(jìn)行了研究，利用B樣條曲線插值擬合獲取了開孔板最大主應(yīng)力鋪放軌跡并通過離散網(wǎng)格法建立了變剛度開孔板模型，通過引入Tsai-Wu損傷失效判據(jù)以及常剛度退化準(zhǔn)則，進(jìn)行了拉伸失效數(shù)值模擬及損傷失效分析，并分別鋪放了兩組常剛度、變剛度開孔板試驗樣件，進(jìn)行了拉伸對比試驗。