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1、先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代飛行器機(jī)體上的使用范圍和應(yīng)用比例,已成為衡量新型飛行器設(shè)計(jì)先進(jìn)性的重要指標(biāo)之一。2D紡織復(fù)合材料整體加筋壁板作為一種新穎的輕質(zhì)高效結(jié)構(gòu),研究其穩(wěn)定性,不僅是揭示該新型結(jié)構(gòu)材料力學(xué)行為的重要研究?jī)?nèi)容,也是評(píng)估其承載能力、確保結(jié)構(gòu)安全需亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。然而,其復(fù)雜的細(xì)觀結(jié)構(gòu)顯著增加了該類(lèi)材料整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的難度,現(xiàn)有研究主要集中于2D紡織復(fù)合材料的基本彈性性能預(yù)測(cè),對(duì)關(guān)于該類(lèi)材料加筋壁板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究較少
2、。因此,緊扣2D紡織復(fù)合材料整體加筋壁板宏細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征,建立高效的跨尺度力學(xué)分析模型,探尋其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及影響規(guī)律,具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程意義。
本文基于雙尺度建模思想,系統(tǒng)研究了2D紡織復(fù)合材料壁板及加筋壁板在典型載荷作用下的穩(wěn)定性。首先,細(xì)觀尺度上,基于2D紡織復(fù)合材料編織工藝,建立了2D二軸1?1和2D三軸編織復(fù)合材料的細(xì)觀單胞幾何模型,提出了胞元彈性性能分析預(yù)測(cè)模型。模型預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合,證明了基于胞元預(yù)測(cè)結(jié)果表
3、征材料宏觀力學(xué)性能的有效性,并詳細(xì)分析了編織角及纖維體積含量對(duì)2D紡織復(fù)合材料彈性性能的影響。其次,宏觀尺度上,分別采用解析法和有限元方法,研究了2D二軸1?1和2D三軸編織復(fù)合材料壁板的壓、剪屈曲性能,并深入討論了維體積含量、編織角等對(duì)壁板壓、剪屈曲特性的影響規(guī)律。同時(shí),論文重點(diǎn)針對(duì)兩種典型整體加筋壁板結(jié)構(gòu),采用有限元方法系統(tǒng)研究了其軸壓屈曲和后屈曲行為。經(jīng)驗(yàn)證,有限元模型預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為吻合,表明了所建模型的合理有效性,并系統(tǒng)
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