论文部分内容阅读
复合材料广泛地应用于航空航天、汽车、体育用品、建筑等领域。聚酰亚胺作为先进复合材料基体,具有突出的耐温性能和优异的机械性能,是目前树脂基复合材料中耐温性最好的材料之一。本文以碳纤维/聚酰亚胺基MT300/KH420复合材料层合板为研究对象,研究其高温下的力学性能,为超常环境下复合材料层合板的工程应用提供参考依据。 复合材料层合板在制造、装配和服役过程中,分层是其主要的缺陷形式。分层的存在降低了结构的强度和刚度,特别是在压缩载荷作用下,会发生子层板的屈曲引发分层扩展,导致层合板提前破坏。研究含分层缺陷复合材料层合板的屈曲行为,尤其是高温环境下的屈曲行为,对其高温承载能力预测和损伤容限设计具有重要意义。 本文主要研究内容包括: (1)测试了复合材料层合板在常温、200℃、350℃、420℃和500℃下的拉伸、弯曲、层间剪切性能,数据拟合得到了层合板力学性能随温度的变化规律,通过观察试件破坏形貌分析了试件破坏机理。 (2)建立了含分层缺陷复合材料层合板的分析模型,并通过有限元方法对含分层缺陷复合材料层合板进行屈曲计算,分析了分层缺陷主要参数如分层尺寸、分层厚度位置、分层板平面位置对层合板屈曲承载能力的影响,获得了分层缺陷几何参数对层合板屈曲的影响规律,为分层缺陷层合板的评估提供依据。 (3)对含分层缺陷复合材料层合板进行热应力分析,得到了温度引起的层合板应力场变化规律;将前述热应力作为初始应力,考虑材料参数随温度变化,对含分层缺陷层合板进行屈曲分析,获得了温度对含分层缺陷层合板屈曲承载力的影响规律。