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从20世纪60年代以来,先进复合材料特别是先进树脂基复合材料以其独有的特性在全球获得迅速的发展,已成为现代航空航天重要的材料之一,二维机织复合材料在航空航天等领域亦有着广泛应用。本文的目的是将基于单层板理论的逐渐累积损伤疲劳寿命预测方法,推广用于二维机织复合材料层合板的疲劳寿命预测,发展建立了二维机织复合材料层合板的疲劳寿命预测方法。本文围绕二维机织缎纹复合材料层合板的设计制备、疲劳性能试验以及疲劳寿命预测开展研究,主要开展了四个方面的工作:(1)将基于单层板理论的、单向纤维增强复合材料层合板疲劳寿命预测方法的基本思想推广用于二维机织复合材料层合板的疲劳寿命预测,建立了基于单层板理论的二维机织复合材料层合板的逐渐累积损伤疲劳寿命预测方法。针对疲劳加载过程,推导了结构在疲劳载荷作用下的逐渐损伤应力分析三维有限元列式,建立了相应的三维有限元分析模型。文中将所建立的疲劳寿命预测方法用于预测铺层方式为[(0,90)/(±45)/(0,90)/(±45)/(0,90)]S和[(0,90)/(±45)/(±45)/(0,90)]S二维机织缎纹复合材料层合板的疲劳寿命与损伤扩展,与试验结果对比表明,本文所建立的疲劳寿命预测方法效果良好。(2)基于单向纤维增强复合材料层合板的疲劳失效判定准则和材料性能突然退化方式,考虑到双向单层板在两个方向均有纤维增强的特点,发展了二维机织复合材料层合板的拉-拉疲劳失效判定准则和材料性能突然退化方式,并将其引入所建立的逐渐累积损伤疲劳寿命预测方法。(3)分别对铺层方式为[(0,90)]10和[(±45)]10的二维机织缎纹单层板试样拉伸静载力学性能及拉-拉疲劳性能进行了试验研究。通过对试验数据的最小二乘拟合,获得了其各主方向的拉-拉疲劳等寿命预测模型以及相应的剩余刚度退化模型和剩余强度退化模型表达式。(4)在ANSYS有限元分析软件平台上,利用其自带的APDL参数化设计语言,开发了二维机织复合材料结构的三维逐渐损伤有限元分析疲劳寿命预测软件,并实现了有限元分析模型的参数化建模。