發(fā)布時間：2016-10-25 12:32

  本文關鍵詞：基于ABAQUS復合材料層合板漸進損傷有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中北大學》 2015年

基于ABAQUS復合材料層合板漸進損傷有限元分析

施建偉  

【摘要】：復合材料憑借其高比強度和比模量、可設計性顯著、材料與結構具有同一性等優(yōu)異的性能，廣泛應用于航空航天、汽車工業(yè)、能源工程、風力發(fā)電及船舶工業(yè)等領域。復合材料在實際的生產(chǎn)制造、使用和維護過程中，常常會受到外力載荷的作用。由于復合材料層間剪切強度相對較弱，層合板材料結構的損傷阻抗和層間強度較差，所以會常常形成一些目視不可見的不易察覺的層內(nèi)或?qū)娱g內(nèi)部損傷，如基體開裂，纖維斷裂以及層間分層等失效模式。這些不易察覺的內(nèi)部損傷使得復合材料結構的力學性能嚴重退化，嚴重降低了結構的強度和使用壽命，帶來了潛在的安全隱患，在一定程度上制約了纖維增強樹脂基復合材料的應用。因此，研究復合材料在外力載荷下的變形和損傷等機理，對于復合材料結構設計及提高復合材料結構的抗外力損傷性能具有重要的研究意義。 本文首先利用大型商用有限元分析軟件ABAQUS/Explicit，基于Hashin失效準則和內(nèi)聚力單元，建立了復合材料層合板漸進損傷有限元分析模型，同時通過實驗測試玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料單向板的基礎性能，得到了ABAQUS分析所需基礎參數(shù)。然后考慮了網(wǎng)格密度及其單元損傷退化參數(shù)的影響作用，優(yōu)化了模型。 基于優(yōu)化的有限元模型，本文得到了復合材料層合板在三點彎曲載荷作用下層內(nèi)失效與層間分層失效的起始與擴展過程。通過模擬研究表明：90°鋪層主要的失效模式為基體拉伸失效和基體壓縮失效，0°鋪層主要失效模式為纖維拉伸失效與纖維壓縮失效，基體拉伸與纖維拉伸失效模式主要集中在層合板下層位置，基體壓縮與纖維壓縮失效則主要集中在層合板上層位置，而且基體失效模式要先于纖維失效模式，但是纖維失效模式占層合板失效主導地位；層合板最下層最容易發(fā)生分層，而且擴展速度快。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB332
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李峰;;風電發(fā)展現(xiàn)狀與碳纖維材料在風電中的應用[J];材料開發(fā)與應用;2011年06期

2 王丹勇,溫衛(wèi)東,崔海濤;復合材料單釘接頭三維逐漸損傷破壞分析[J];復合材料學報;2005年03期

3 張爽;王棟;酈正能;寇長河;章怡寧;;復合材料層合板機械連接結構累積損傷模型和擠壓性能試驗研究[J];復合材料學報;2006年02期

4 趙琳;張博明;;基于單胞解析模型的單向復合材料強度預報方法[J];復合材料學報;2010年05期

5 常園園;許希武;郭樹祥;;壓縮載荷下復合材料整體加筋板漸進損傷非線性數(shù)值分析[J];復合材料學報;2011年04期

6 習年生,于志成,陶春虎;纖維增強復合材料的損傷特征及失效分析方法[J];航空材料學報;2000年02期

7 徐建新;復合材料補片膠接修理技術的研究進展[J];航空學報;1999年04期

8 李峰;;碳纖維材料在風電領域中的應用[J];新材料產(chǎn)業(yè);2011年11期

9 于佩志,張濤,王曉薇;2.5D石英纖維織物增強二氧化硅基復合材料彎曲性能測試研究[J];宇航材料工藝;2004年05期

10 沈美玲;三向石英復合材料彎曲性能的測試研究[J];宇航材料工藝;1993年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 葉強;層合復合材料的粘聚區(qū)模型及其應用研究[D];南京航空航天大學;2012年

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邢素麗,曾竟成,肖加余;軍用飛機金屬構件戰(zhàn)傷的復合材料快速修復技術研究概況[J];玻璃鋼/復合材料;2003年03期

2 陳永務;張慶利;高禹;陶文斌;;真空熱循環(huán)對T700/5224復合材料力學性能的影響[J];玻璃鋼/復合材料;2012年03期

3 李剛;歐書方;趙敏健;;石英玻璃纖維的性能和用途[J];玻璃纖維;2007年04期

4 楊孚標;肖加余;江大志;曾竟成;;復合材料單面修補鋁合金裂紋板的疲勞破壞特性[J];中國表面工程;2006年S1期

5 劉國春;謝宗蕻;蘇霓;;復合材料膠接修補飛機金屬結構技術的研究進展及關鍵技術[J];材料導報;2007年10期

6 楊孚標;肖加余;曾竟成;江大志;王遵;邢素麗;;鋁合金裂紋板的陽極化處理與復合材料補片膠接修理效果[J];材料工程;2006年11期

7 李紅,孫晉良,任慕蘇,周春節(jié),張家寶;增強氈C/C復合材料的結構和性能[J];材料科學與工程學報;2004年01期

8 王富生;劉洋;岳珠峰;;復合材料層合板連接件力學性能影響因素分析[J];材料科學與工程學報;2010年01期

9 錢海峰;馬世寧;孫曉峰;朱乃姝;張樹祥;;復合材料快速修復含裂紋鋁合金板的力學性能研究[J];四川兵工學報;2009年11期

10 梁景偉;錢海峰;廖樂平;;裝備部件戰(zhàn)傷微波快速修復技術[J];四川兵工學報;2010年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 張肖肖;趙麗濱;張建宇;;復合材料分層模擬數(shù)值方法概述[A];北京力學會第17屆學術年會論文集[C];2011年

2 高禹;楊德莊;何世禹;何松;劉勇;呂剛;;真空熱循環(huán)對M40J/5228A復合材料力學性能的影響[A];全國第八屆熱疲勞學術會議論文集[C];2004年

3 魏景超;矯桂瓊;賈普榮;;復合材料單面抽釘干涉配合連接失效分析[A];第17屆全國復合材料學術會議（復合材料力學分論壇）論文集[C];2012年

4 楊中甲;顧軼卓;李敏;黎作武;張佐光;;小型垂直軸風電系統(tǒng)與其復合材料葉輪研制[A];第十九屆玻璃鋼/復合材料學術交流會論文集[C];2012年

5 蔡婧;席國芬;關志東;劉遂;;層板貼補修理后拉伸性能研究[A];全面建成小康社會與中國航空發(fā)展——2013首屆中國航空科學技術大會論文集[C];2013年

6 P.Jousset;M.Rachik;;Implementation,identification and validation of an elasto-plastic-damage model for the finite element simulation of structural bonded joints[A];北京粘接學會第二十三屆學術年會暨粘接劑、密封劑技術發(fā)展研討會論文集[C];2014年

7 商蘭;吳大方;王岳武;蒲穎;;高超聲速飛行器復合材料翼面結構高溫熱/振試驗研究[A];北京力學會第21屆學術年會暨北京振動工程學會第22屆學術年會論文集[C];2015年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 喬華;Arlequin構架下結構多尺度數(shù)值模擬[D];浙江大學;2011年

2 趙磊;SiO_(2f)/SiO_2復合材料與Invar合金的釬焊接頭界面結構及形成機理[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

3 蘇軍;單向Cf/Al復合材料缺陷Chirplet參數(shù)表征及強度損傷研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

4 王躍全;飛機復合材料結構修理設計漸進損傷分析[D];南京航空航天大學;2010年

5 黃紅梅;基于FBG光譜特性的結構損傷監(jiān)測技術研究[D];南京航空航天大學;2011年

6 曲麗君;大麻機械脫膠與堿氧法脫膠研究[D];東華大學;2005年

7 陳瑛;雙材料梁界面力學模型及其在FRP-混凝土界面斷裂研究中的應用[D];河海大學;2006年

8 楊孚標;復合材料修復含中心裂紋鋁合金板的靜態(tài)與疲勞特性研究[D];國防科學技術大學;2006年

9 李明寶;基于有限元理論的木材機械性能建模與仿真研究[D];東北林業(yè)大學;2007年

10 王遵;復合材料單面補強含裂紋鋁合金薄板的殘余熱應力及其影響研究[D];國防科學技術大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張啟坤;木材微結構有限元建模及力—熱性能計算[D];蘭州理工大學;2011年

2 李本祿;含人工缺陷的C_f/Al復合材料壓縮失效行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

3 趙立濤;復合材料膠接修補金屬裂紋板及其應力強度因子的研究[D];南京航空航天大學;2010年

4 常園園;面內(nèi)載荷下復合材料整體加筋板破壞過程分析[D];南京航空航天大學;2010年

5 趙龍;陶瓷基復合材料宏細觀統(tǒng)一靜強度失效分析方法研究[D];南京航空航天大學;2011年

6 王一飛;復合材料層壓板和加筋結構的低速沖擊響應與損傷參數(shù)關系研究[D];上海交通大學;2012年

7 穆舉杰;碳/雙馬復合材料在真空熱循環(huán)下的損傷效應及機理[D];沈陽航空航天大學;2011年

8 吳鳳秋;炭/炭復合材料的力學性能及其斷裂機理的研究[D];中南大學;2002年

9 邢素麗;金屬構件戰(zhàn)傷的復合材料快速修復[D];國防科學技術大學;2002年

10 邱宗璽;復合材料飛輪實時無損檢測和實驗研究[D];鄭州大學;2003年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江澤慧;孫正軍;任海青;;先進生物質(zhì)復合材料在風電葉片中的應用[J];復合材料學報;2006年03期

2 陳浩然;于瑾;白瑞祥;;含分層損傷復合材料等三角形格柵加筋板的起裂和擴展過程研究[J];復合材料學報;2008年02期

3 李龍彪;宋迎東;孫志剛;;單向纖維增強陶瓷基復合材料單軸拉伸行為[J];復合材料學報;2008年04期

4 王躍全;童明波;朱書華;;三維復合材料層合板漸進損傷非線性分析模型[J];復合材料學報;2009年05期

5 傅志平,曹志遠;復合材料構件性能的細觀元分析[J];復合材料學報;1998年01期

6 盧子興,馮志海,寇長河,劉振國,陸萌,麥漢超,唐國翌;編織復合材料拉伸力學性能的研究[J];復合材料學報;1999年03期

7 邱冠雄;劉良森;姜亞明;;紡織復合材料與風力發(fā)電[J];紡織導報;2006年05期

8 趙稼祥;復合材料在風力發(fā)電上的應用[J];高科技纖維與應用;2003年04期

9 李華祥,劉應華,馮西橋,岑章志;確定復合材料宏觀屈服準則的細觀力學方法[J];固體力學學報;2002年02期

10 陳紹杰;淺談復合材料整體成形技術[J];航空制造技術;2005年09期

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮培峰,趙承杰,李海濤;復合材料層合板的疲勞性能測試控制程序的編制[J];實驗技術與管理;2000年03期

2 孫先念,陳浩然,陳紹杰;含橢圓分層損傷復合材料層合板分層前緣接觸效應研究[J];復合材料學報;2000年04期

3 郭兆璞,陳浩然;含分層損傷復合材料層合板的壓縮強度研究[J];固體力學學報;2000年02期

4 佟景偉,謝馬岳,王世斌,沈珉,P.Priolo,F.Aymerich;復合材料層合板的數(shù)值分析與實驗[J];實驗力學;2000年02期

5 孫先念,陳浩然,蘇長健,劉相斌;含分層損傷復合材料層合板剩余壓縮強度研究[J];應用力學學報;2000年04期

6 洪明,陳浩然;含層間分層損傷復合材料層合板的動力響應研究(英文)[J];船舶力學;2000年06期

7 何錄武,李樂;復合材料層合板的高階理論[J];蘭州大學學報;2001年03期

8 黎勝,趙德有;復合材料層合板的鋪層幾何對結構聲傳輸?shù)挠绊慬J];振動與沖擊;2001年02期

9 韓省亮,李旭之,于良,韓小平;復合材料層合板動態(tài)斷裂韌性與損傷擴展的實驗研究[J];應用力學學報;2002年03期

10 杜忠華,趙國志,王曉鳴,歐陽春;復合材料層合板抗彈性的工程分析模型[J];兵器材料科學與工程;2002年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吉桂秀;陳浩然;洪明;;含多個分層損傷復合材料層合板的自振特性研究[A];復合材料——基礎、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復合材料學術會議論文集（下）[C];2006年

2 盧智先;矯桂瓊;王平安;朱勝利;;含分層損傷的復合材料層合板壓縮力學行為的實驗研究[A];復合材料——基礎、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復合材料學術會議論文集（下）[C];2006年

3 郭翔鷹;張偉;陳麗華;;二自由度復合材料層合板的非線性動力學分析[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

4 郭翔鷹;張偉;姚明輝;陳麗華;;復合材料層合板的混沌運動分析[A];第八屆全國動力學與控制學術會議論文集[C];2008年

5 郭翔鷹;張偉;陳麗華;;復合材料層合板動力學方程的混沌研究[A];第十五屆全國復合材料學術會議論文集（下冊）[C];2008年

6 郭翔鷹;張偉;;角鋪設的復合材料層合板的動力學分析[A];現(xiàn)代數(shù)學和力學(MMM-XI)：第十一屆全國現(xiàn)代數(shù)學和力學學術會議論文集[C];2009年

7 郭翔鷹;張偉;;角鋪設的復合材料層合板的混沌運動分析[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

8 郭翔鷹;張偉;;角鋪設的復合材料層合板的混沌運動[A];第十二屆全國非線性振動暨第九屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議論文集[C];2009年

9 劉遠東;;含分層損傷復合材料層合板的動力破壞分析[A];中國工程物理研究院科技年報（2003）[C];2003年

10 呂霞;周儲偉;;復合材料層合板螺栓連接的數(shù)值模擬[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 洪明;分層損傷復合材料層合板振動與聲特性研究[D];大連理工大學;2003年

2 劉偉先;復合材料層合板真空輔助濕鋪貼挖補修理分析方法研究[D];南京航空航天大學;2013年

3 劉志強;雷電環(huán)境下復合材料層合板電—磁—熱—結構耦合效應研究[D];西北工業(yè)大學;2015年

4 曹俊;遺傳算法及其在復合材料層合板設計中應用的研究[D];南京航空航天大學;2003年

5 呂書鋒;軸向外伸懸臂復合材料層合板的非線性動力學研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

6 徐穎;復合材料層合板沖擊損傷及沖擊后疲勞壽命研究[D];南京航空航天大學;2007年

7 楊加明;濕熱環(huán)境下復合材料層合板的幾何非線性分析[D];南京航空航天大學;2005年

8 任曉輝;復合材料層合板C~0型高階鋸齒理論[D];大連理工大學;2014年

9 張璐;含分層缺陷復合材料層合板分層擴展行為與數(shù)值模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

10 侯玉品;復合材料層合板鋪層設計與離散結構選型優(yōu)化方法研究[D];大連理工大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃吉桂;基于無網(wǎng)格局部Petrov-Galerkin方法的復合材料層合板穩(wěn)定性分析[D];暨南大學;2008年

2 馮世寧;完善和含損傷復合材料層合板及智能結構的動力穩(wěn)定性[D];大連理工大學;2009年

3 韓學群;復合材料層合板分層損傷數(shù)值模擬[D];武漢理工大學;2010年

4 張海波;新3D界面元在復合材料層合板分層損傷數(shù)值模擬中的應用[D];天津大學;2009年

5 曹寧源;復合材料層合板及其膠接補強結構的承載能力分析[D];大連理工大學;2002年

6 劉遠東;動荷載作用下含損復合材料層合板承載能力分析[D];大連理工大學;2003年

7 袁偉;開口對受剪復合材料層合板受力特性影響的研究[D];南京航空航天大學;2009年

8 李小樂;復合材料層合板大開口結構補強設計與試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

9 涂文瓊;面內(nèi)加載及低速沖擊下復合材料層合板抗分層失效研究[D];華中科技大學;2010年

10 王昌海;復合材料層合板的低速沖擊損傷模擬[D];天津大學;2012年

  本文關鍵詞：基于ABAQUS復合材料層合板漸進損傷有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：152814