三维机织复合材料接头力学性能研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:hyron2005
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在各种航空结构中不可避免地遇到大量的连接问题,连接接头的设计与分析是必不可少的关键环节。复合材料连接接头的设计与分析是现代飞行器实现先进技术性能以及有效降低结构重量的一项重要技术,在各类飞行器中有重要的应用价值。本文以三维机织复合材料接头为研究对象,通过有限元仿真和试验相结合的方法研究其在轴向拉伸载荷下的力学性能与破坏机理,为该种结构形式承力接头的研究提供参考。主要研究内容包括:(1)根据接头的受力情况以及对机织工艺难易程度的考量,设计两种不同机织结构(正交三向机织结构和层连机织结构)。根据树脂传递模塑工艺的特点设计成型模具,将两种不同结构的预制体成型。(2)选取正交三向机织结构接头作为研究对象,根据织造参数和细观几何结构,建立正交三向机织结构单胞,通过施加周期性边界条件,并在单胞有限元模型上分别施加六个独立位移场,求解正交三向单胞在各方向上的弹性常数。(3)机织复合材料在微观尺度上是非均匀的,但在宏观上可以理想化为具有等效各向异性性能的均匀介质。基于上述思想,建立接头整体有限元模型,嵌入相应的损伤准则模拟结构损伤扩展过程,对三维机织复合材料接头进行拉伸性能研究。(4)对两种不同结构的三维机织复合材料接头进行力学性能测试,研究两种接头的破坏机理,并与有限元分析结果进行对比,验证有限元模型的有效性和准确性。
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