胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)對蜂窩鋁芯力學性能的影響研究.pdf

1、作為一種高強度輕質(zhì)工程材料,蜂窩鋁芯夾層結(jié)構(gòu)復合材料以其密度小、比強度高、可設計性強等優(yōu)點廣泛應用于航空航天、交通等各個領域。近年來,風力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展對風力機葉片材料的要求越來越高。目前普遍采用的風力機葉片材料除玻璃纖維和碳纖維復合材料外,蜂窩鋁芯夾層結(jié)構(gòu)復合材料具有輕質(zhì)、便宜、可回收利用等優(yōu)點,是一種理想的綠色輕量化風力機葉片材料。由于實際工程應用中的蜂窩鋁芯并不是完美的正六邊形,且蜂窩鋁芯的宏觀力學性能受其微觀結(jié)構(gòu)的影響,因此

2、,本文主要研究了微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對蜂窩鋁芯力學性能的影響。
　　基于有限元法相結(jié)合的均勻化理論,采用ANSYS APDL參數(shù)化建模方法,建立了不同胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)(高長比、厚長比及胞壁夾角)下非規(guī)則雙壁厚蜂窩鋁芯的細觀力學模型,并采用MATLAB語言編寫了計算蜂窩鋁芯宏觀等效特征參數(shù)的均勻化有限元程序,計算了不同高長比、不同厚長比及不同胞壁夾角下蜂窩鋁芯的宏觀等效特征參數(shù),預測了胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)對蜂窩鋁芯宏觀等效特征參數(shù)及材料效率的影響規(guī)律。

3、
　　在胞壁中加入彈性增強顆?？蛇M一步提高蜂窩鋁芯的綜合力學性能。本文利用二次均勻化方法對胞壁中含有彈性增強相的蜂窩鋁芯的力學性能進行了數(shù)值研究。利用MATLAB語言編寫二次均勻化有限元程序,分析了增強顆粒的性能、截面形狀和體積分數(shù)對增強蜂窩鋁芯等效彈性常數(shù)的影響規(guī)律。
　　利用ANSYS軟件,模擬計算了不同高長比、不同厚長比及不同胞壁夾角下非規(guī)則雙壁厚蜂窩鋁芯的應力強度,得到了胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)對蜂窩鋁芯應力強度的影響規(guī)律。