纤维复合材料混合连接结构的强度及其参数敏感性分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:f520li
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于复合材料的可设计性强以及轻量化等优势使其在国防军事等相关工业领域有着普遍的应用,而广泛应用在大规模结构的现状也使得复合材料连接结构成为不可避免的研究重点。本文以复合材料H型夹芯接头作为主要研究对象,在三种连接形式和三种工况下对应力、损伤分布以及破坏模式等力学性能的影响进行深入分析;而后研究几何尺寸参数和连接参数对接头的影响规律,从而为工程实际中复合材料连接结构的优化设计和承载能力的提高提供指导性建议。本文主要研究内容如下:  首先,深入研究了复合材料机械和混合连接结构在国内外的主要发展情况,结果发现在孔径、预紧力、铺层顺序及比例等诸多因素变化时对连接结构的强度和破坏模式等方面都有着不同的影响规律,所以研究各参数变化对复合材料连接结构力学性能的影响有着很重要的科研价值。  其次,主要对Hashin失效准则的发展历程进行了介绍,同时讲述了二维以及三维下应力和应变形式的Hashin准则具体公式。接着建立损伤变量代入到刚度衰减矩阵中,从而不断迭代收敛直至判定接头完全失效,并且给出了子程序的流程图;最后采用参数化建模的方式完成对复合材料单钉双剪接头的前处理工作,运用Hashin准则对此接头进行破坏校核,并进行相应的拉伸实验,发现二者结果吻合较好,从而验证了所用准则和参数化建模方式的准确性。  然后,针对三种连接形式的复合材料H型夹芯接头在不同工况下进行分析,可以发现拉伸工况下以拉伸损伤破坏为主,而压缩和弯曲工况下以挤压损伤为主。在拉伸和弯曲工况下,混接接头的强度比单纯胶接和螺接都要大;然而压缩工况下因为胶层的提早破坏,使得H型接头的载荷传递作用部分失效,其强度相比螺接要低些,但是仍比胶接要高。同时还对不同工况和连接形式下接头的破坏模式和危险区域进行了总结。  接下来,主要研究两种几何尺寸参数变化对H型夹芯胶接接头应力水平因子的影响,结果表明,腹板高度的增加直接提高了接头的截面惯性矩和载荷大小,使得在拉压工况下接头各部件应力水平会明显提高,而弯曲工况下应力反而有所下降;腹板厚度的增加反使接头各部件应力下降,并且胶层的S13和S33对两尺寸参数变化均不敏感。  最后,针对三种连接参数变化对H型夹芯混接接头的强度和损伤分布影响研究,结果发现单一参数变化下,胶层厚度和端距的增加均可使接头强度有所提升,但到一定程度后不再有提高;然而螺孔半径的增加使得H型接头上的应力集中更加明显也使得强度大幅降低,双参数变化时的结果与单参也可做到相互印证。同时可以看出,孔径和端距的敏感性相比胶层厚度来说要强很多,间接表明混接接头中螺栓连接形式较之胶接占主要影响作用。
其他文献
随着科学技术的飞速发展以及电力建设的不断扩大,数字电子产品和控制技术在工业化进程中的应用和在人类生活中的应用逐渐增多,如变频调速器、PLC、微机控制系统等敏感电气设备的投入使用,使得电力用户对于电能质量的要求更加严格。伴随着大量非线性负荷特性的设备在电力系统负荷重所占的比例大幅增加,这些电力设备产生的大量谐波,不仅会对电网造成污染,更为严重的情况还会产生电压暂降、电压中断以及电力系统三相不平衡等方
学位
初始几何缺陷是实际结构最主要的缺陷之一,初始缺陷结构的屈曲概率研究是结构可靠度理论在现代结构稳定性理论领域的重要应用。基于结构可靠度的初始缺陷结构屈曲容许荷载能够
本文对半无限长线弹性杆横向冲击有限大线弹性Euler方板的问题进行了研究,采用了小高忠勇-中原一郎对受冲击接触面的准静态处理方法,解决了半无限长线弹性杆与有限大线弹性Eu
分布式电源技术是一种新型的电源技术,解决了传统集中式电源在复杂系统中的体积、重量和可靠性问题。本文通过对小功率多输出电源的发展和分布式电源的发展进行了综述并引出了多输出分布式电源的概念。通过对比不同类型的母线、母线传输信号以及各种常见的前端变换器拓扑和负载变换器拓扑,确定了基于并联型高频交流母线的半桥变换器加全波整流作为电路拓扑,并优化了电路的结构,分析了基于不同工作状态下的电路结构并建立电流连续
探讨宏基因组测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)技术在发热待查中的诊断应用价值.发热待查一直是临床诊治难点,本研究中1例人类免疫缺陷病毒(HIV)感染者反
随着材料科学的迅速发展,新型材料与结构的功能越来越多,其性能也越来越复杂,确定这些复杂的性能往往是单一的实验或数值计算难于解决的问题。实验与数值计算相结合的杂交法
为了防止火电厂企业事故停电造成设备损坏、机组运行失调,从而设置的保证事故情况下紧急向重要厂用负荷提供电力的电源,叫做保安电源。直流类电源和交流类电源是其中的两大形式。一般来说,可以迅速启用的柴油发电机和能够立刻切换的外接电源是交流保安电源配置的重要组成部分。交流保安电源负责供给在全厂大面积停电时保证机组安全停运的润滑油泵电机、顶轴油泵电机、盘车电机以及其它一些交流事故保安负荷。本文通过参阅相关文献
本文通过对荣华二采区10
期刊
目的 通过耐力运动训练兔动物模型探索运动相关性心房颤动(AF)的发生机制.方法 36只新西兰大耳兔随机分为对照组、中强度耐力训练组、高强度耐力训练组(每组12只):对照组不做
男性患者,75岁,因声音嘶哑2月入院.喉镜检查提示:右侧喉室见肿物突起、遮挡右侧声带前中份;病检报告提示:查见低分化癌,倾向鳞状细胞癌.全喉切除送病检,诊断为复合性癌,含中