复合材料单搭接胶接接头强度数值模拟与影响因素研究

来源 :第二十届全国复合材料学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:KenBlove
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  复合材料单搭接胶接接头的失效模式复杂,包括胶层失效和复合材料层合板失效及混合失效等多种失效模式。通过理论分析,结合数值模拟以及试验研究影响胶接接头强度的主要设计因素,包括搭接长度,被搭接件厚度,胶层厚度等。建立了不同设计参数下的单搭接胶接模型,基于ABAQUS的用户材料子程序VUMAT,利用Cohesive界面单元模拟胶层失效和层合板层间失效。基于Puck准则和连续介质损伤力学分析层合板的面内损伤失效,分析了胶层的剪切应力状态,并将试验值和仿真结果进行对比,验证了有限元模型的可靠性。
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碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP材料)由于具有一系列的优异性能,被广泛应用于飞机制造业.而CFRP材料中的孔隙率可能会影响材料的性能,甚至引起结构损坏.本文在已有的研究的基础上,建立了孔隙生成和生长的模型,分析了固化过程中各参数对孔隙度影响,并预测了孔隙度形核尺寸及生长尺寸.CFRP材料试样中的孔隙由工业CT法检测,结果与模型预测结果一致.此外,研究发现并分析了CFRP材料中孔隙的指数分布规律.
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AML方法反映的是层压板在缺陷周边或纤维中断后的载荷重新分配能力,即0°纤维含量越高,纤维损伤后应力严重系数越大,±45°纤维含量越高,纤维损伤后应力严重系数越小。相对毯式曲线方法覆盖所有铺层的试验验证方法,AML方法以飞机结构典型铺层为设计和试验的出发点,使得设计与试验结合得更为紧密,为飞机复合材料结构研发、鉴定和适航取证节省时间、降低成本和缩短周期。本文以壁板为例简介了如何以AML方法进行复合
针对复合材料异性截面梁结构的变形重构问题,提出了一种基于分布式光纤应变测量信息的变形重构算法。通过采用分布式光纤应变传感器测量梁的轴向应变,应用理论方法解耦应变得到弯曲与扭转应变,通过应变进一步计算得到梁任意截面的翘曲位移、扭转角度和弯曲挠度,实现结构变形的重构。本文基于飞行器常见复合材料异性截面梁结构,通过Ansys有限元模拟,分别验证在弯曲、扭转以及弯扭组合变形情况下重构算法的准确度。重构算法
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