考虑湿热效应的复合材料螺栓连接结构强度预测的特征曲线方法研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:FinchPie
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
先进复合材料因其强度高、重量轻、抗腐蚀性强和易于裁剪设计等优点而被广泛应用于航空航天、汽车、船舶和压力容器等制造业。虽然复合材料的整体成型技术已经发展得较为成熟,可以有效减少连接部位导致的整体结构的强度降低。但是,对于一些大型结构和复杂结构,仍然需要考虑各部件之间的螺栓连接问题。针对复合材料螺栓连接结构,特征曲线方法可以快速、准确地对其强度以及失效模式进行预测。此外,复合材料在实际工作中会受到外部环境中温度和湿度的影响,这些环境因素会导致材料的力学性能发生变化,从而影响结构的安全性和稳定性。因此,考虑温度和湿度对复合材料螺栓连接强度的影响对复合材料结构的设计和制造具有十分重要的意义。本文基于经典特征曲线方法,考虑湿热环境对复合材料螺栓连接失效的影响,开展了考虑湿热效应的特征曲线方法的研究。具体研究工作如下:(1)根据大型飞机中主承力结构的工作环境确定了七种不同的湿热工况作为影响因素,利用渐进损伤分析方法揭示了湿热环境对复合材料螺栓连接的特征尺寸的影响规律,建立了考虑湿热效应的特征尺寸方程及特征曲线方程,进而发展了考虑湿热环境影响的特征曲线方法。通过对比七种工况下的特征尺寸和特征曲线,分析了湿热环境对特征曲线的影响,结果表明:低温干燥环境使特征尺寸和特征曲线增大,即会提升复合材料螺栓连接的强度;高温和(或)平衡吸湿环境使特征尺寸和特征曲线减小,即会降低复合材料螺栓连接的强度。(2)在低温干燥(Cold Temperature and Dry,简称CTD)、室温干燥(Room Temperature and Dry,简称RTD)和高温平衡吸湿环境下(Elevated Temperature and Wet,简称ETW),利用基于渐进损伤分析的数值模拟方法揭示了宽径比、端径比对复合材料螺栓连接结构的破坏载荷以及特征尺寸和特征曲线的影响。结果表明:宽径比对拉伸破坏和拉伸特征尺寸的影响较明显,其中拉伸破坏载荷随宽径比增加呈线性增加的趋势,拉伸特征尺寸随宽径比增加呈非线性增加的趋势。端径比对挤压破坏和压缩特征尺寸的影响较明显,两者均随端径比的增加呈非线性增加的趋势。(3)利用所发展的考虑湿热效应的特征曲线方法对典型的两排单列、三排单列和四排单列复合材料螺栓连接结构在CTD、RTD和ETW环境下的失效进行了预测。首先,利用三维有限元方法研究了湿热环境对三种多钉连接结构的钉载分配的影响,结果表明:低温干燥环境会使多钉连接结构中的主要承载钉孔的钉载系数增大,而高温和(或)平衡吸湿状态会降低其钉载系数。根据钉载系数将多钉连接结构简化为单钉连接结构,利用前述研究中得到的低温干燥、室温干燥和高温平衡吸湿环境下的特征曲线,预测了这三种典型工况下多钉连接结构的破坏载荷和失效模式。综上所述,本文基于经典特征曲线方法,考虑湿热环境影响,针对复合材料螺栓连接结构失效预测的特征曲线方法开展了系列研究工作,可为复合材料螺栓连接结构在湿热环境下的强度分析和结构设计提供参考。
其他文献
装甲防护技术未来的主要发展趋势之一就是轻量化,在实现提高防护结构防护效能的同时降低装甲的重量,提高躲避打击的可能性。碳化硅陶瓷相对于氧化铝陶瓷而言具有更好的力学性能和更低的密度,在工业生产、军工建设、航空航天等领域中有广阔的应用前景。本文通过分离式霍普金斯压杆装置研究讨论了碳化硅的动态力学行为特性,并利用数值仿真软件系统地分析碳化硅复合装甲的抗弹性能,揭示其抗弹性能的机理,同时根据得出的结论设计了
学位
随着市场经济的快速发展,一种区别于规范的“名实合一”的非常态投资方式渐渐兴起,即股权代持。顾名思义,投资者以其个人财产出资,但与他人协商登记对方姓名为股东,让其代替持有股权。作为一种新型的隐名投资方式,股权代持在为投资人带来更多便利的同时,也为其引来了更多法律关系的纠纷,其中最典型、争议也最大的一类纠纷为:当名义股东债权人申请执行名义股东名下股权时,实际出资人能否以其享有的利益排除名义股东债权人的
学位
目的:探讨信息化技术背景下混合式教学模式在高职康复评定技术课程中的应用效果,为其他学科的课程改革提供参考。方法:将四川卫生康复职业学院康复治疗技术专业2020级和2018级学生分别作为实验组和对照组,实验组采用混合式教学模式,针对不同的项目任务创建配套网络教学资源,引导学生完成课前、课后线上学习,线下学习以翻转课堂、理实一体化教学为主。对照组采用传统教学模式,并通过问卷调查比较两组成绩,对教学效果
期刊
波动现象作为一种常见的物质运动形式广泛存在于自然界与人们的生活中,如电磁波、光波、声波、水波、地震波和在固体中传播的波等。波的传播和控制问题一直是众多科学家和工程师所关注的一个研究热点。近些年来,超表面的提出打破了传统意义上波的调控方法,其原理是通过在表面或界面上引入相位梯度来对波前进行任意调控。目前关于超表面的研究在电磁学和声学领域比较成熟,在弹性超表面的研究相对较少,尤其是对Rayleigh表
学位
元宝枫是槭树科槭属落叶乔木。元宝枫籽油是一种新资源食品,含有油酸、亚油酸、维生素E、神经酸等多种营养成分,除可作为食用油外,还具有降血脂、抗氧化、抗癌、营养脑神经等作用。本试验以元宝枫种仁为原料,研究超声波辅助水酶法提取元宝枫籽油的工艺,同时对元宝枫籽油脂肪酸成分和抗氧化活性进行研究,在此基础上采用喷雾干燥法制备元宝枫籽油微胶囊,以期为元宝枫籽油的开发利用提供依据和基础。1.超声波辅助水酶法提取元
学位
声学超材料是一种新型人工结构材料,通常由两种或两种以上材料组成周期性/非周期性结构,具有超常物理性质,延拓了传统材料的声学属性。类似于微观晶体,周期结构声学超材料的禁带(带隙)与通带显示出诸多奇妙的波动现象,如声学隐身、声聚焦和拓扑效应等。这些超常物理性质为人工高效调控声波、弹性波和弯曲波等的传播开辟了全新途径。本文基于复式晶格声学超材料的频散特性(能带结构),开展声波/弹性波禁带和通带的波动行为
学位
药物作为一种关系到人体健康的特殊产品,在进入市场之前,往往要对其进行安全和疗效的严格审核,所以一种药物要想拿到市场,不仅需要很长的研发时间,而且在此之后还需严格的审批。而专利时效补偿是一种对专利权人在符合规定的情况下,对其在一定程度上进行补偿的机制。药物专利期限补偿制度诞生于美国,在《药品价格竞争和专利期限恢复法案》(Hamtch-Waxman)颁布的,目的是在药物安全性和药物革新的协调下,促进药
学位
在我国经济增速发展放缓,以要素大量投入助推发展的粗放型经济模式已不适应于新经济环境的背景下,经济发展逐渐由速度增长转向质量发展。二十大报告指出,我国需以供给侧改革为主线,推动经济发展质量、效率改革,着力提高全要素生产率。国防科技工业作为国家的战略性产业,是助推经济改革发展、实现制造业强国战略、军民融合战略的重要载体,需不断提升全要素生产率。这要求作为国防科技工业主体的军工企业需充分发挥自身技术、资
学位
2020年《民法典》合同编增设保理合同章,对保理基础法律问题作了全面地规定,极大地解决了保理行业和审判实务中的问题。但该章条文仍不能涵盖部分保理法律问题,且部分条文本身也存在与保理实践不相符合的情况,仍有补充和解释的空间。本文从一起保理法律纠纷典型案例入手,深入分析案情并总结出案情背后所反映的保理法律问题,比较分析与这些法律问题有关的学说,并形成自己的独立思考。在此基础上分析《民法典》的相关条款,
学位
目的:探讨硝苯地平联合阿托西班治疗妊娠晚期流产及早产的临床效果。方法:选取本院2018年7月至2021年7月收治的92例妊娠晚期流产及早产患者为研究对象,根据不同的治疗方式分为对照组和观察组,各46例。对照组给予阿托西班治疗,观察组在对照组的基础上给予硝苯地平治疗。比较两组患者不良反应及新生儿情况、宫缩抑制效果、终止妊娠方式及结局。结果:观察组患者宫缩抑制总有效率高于对照组,组间比较,差异具有统计
期刊