含孔復(fù)合材料層合板剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、隨著先進(jìn)復(fù)合材料越來(lái)越多地應(yīng)用在航空結(jié)構(gòu)上，復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)不可避免地存在各種各樣的孔。對(duì)含孔復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和破壞規(guī)律等進(jìn)行研究，具有重要的工程實(shí)際意義，而疲勞載荷作用下含孔層合板剩余強(qiáng)度的研究則是其中重要的研究?jī)?nèi)容之一。 本文在簡(jiǎn)要介紹疲勞載荷下含孔層合板的剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法基礎(chǔ)上，首先建立了基于孔邊應(yīng)力法的剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法。分析獲得了疲勞載荷作用下含孔層合板孔邊的應(yīng)力分布，發(fā)展了含孔層合板的平均應(yīng)力破壞準(zhǔn)則，建立了基于孔邊應(yīng)力法

2、的含孔層合板剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型。此模型形式簡(jiǎn)單，易于應(yīng)用。但是，模型中相關(guān)參數(shù)與鋪層方式、孔徑大小有關(guān)，需要通過(guò)試驗(yàn)確定，這使得其通用性受到一定程度的限制。 為了提高對(duì)含孔層合板剩余強(qiáng)度的預(yù)測(cè)能力，本文進(jìn)一步提出并建立了基于疲勞逐漸累積損傷理論的含孔層合板的剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法與技術(shù)。根據(jù)載荷及時(shí)間增量原理，推導(dǎo)了含孔層合板在疲勞及靜載加載條件下，考慮逐漸累積損傷的虛功方程；采用三維失效準(zhǔn)則進(jìn)行材料的損傷判定，并考慮了基體開(kāi)裂、基纖剪

3、切、層間分層和纖維斷裂等七種損傷失效模式；本文分析了在縱向疲勞載荷作用下，無(wú)孔單向?qū)雍习宀牧闲阅茈S疲勞循環(huán)數(shù)增加先單調(diào)遞增后遞減的變化趨勢(shì)后，引入Shokrieh的改進(jìn)材料性能退化模型模擬材料的逐漸累積損傷規(guī)律，對(duì)單元的失效采用材料性能突降模型進(jìn)行退化，從而建立了基于累積損傷理論的含孔層合板剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法。在此基礎(chǔ)上，以有限元軟件ANSYS為平臺(tái)，使用APDL語(yǔ)言編寫(xiě)了含孔層合板剩余強(qiáng)度預(yù)測(cè)程序。該程序可以預(yù)測(cè)不同孔徑和任意鋪層的含孔