FRP船舶機(jī)械連接接頭疲勞損傷研究.pdf

1、復(fù)合材料（Fiber Reinforced Plastics，簡(jiǎn)稱FRP）船艇具有比強(qiáng)度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗風(fēng)性能優(yōu)異等諸多優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用船舶建造的各個(gè)方面。機(jī)械連接作為主要連接形式被廣泛應(yīng)用到FRP船舶的結(jié)構(gòu)中。但是，由于機(jī)械連接部位較大的應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生疲勞損傷；復(fù)合材料本身的各向異性、脆性及其非均勻性使機(jī)械連接部位的失效更為復(fù)雜。
　　本文在復(fù)合材料力學(xué)、損傷力學(xué)、FRP疲勞試驗(yàn)和損傷研究的基礎(chǔ)上，將復(fù)合材料機(jī)械連接結(jié)構(gòu)在船舶

2、上的應(yīng)用背景及有限元分析軟件ANSYS相結(jié)合。利用APDL語(yǔ)言人工編程，編寫(xiě)了用于計(jì)算含孔復(fù)合材料層合板累計(jì)損傷及疲勞壽命預(yù)測(cè)的軟件程序，并以此為基礎(chǔ)研究了濕熱條件下含孔復(fù)合材料累積損傷和極限強(qiáng)度，多種機(jī)械連接接頭形式下的疲勞損傷。最終以含有機(jī)械連接結(jié)構(gòu)的桅桿為研究對(duì)象進(jìn)行了強(qiáng)度分析及疲勞損傷研究，為今后船用機(jī)械連接結(jié)構(gòu)壽命研究提供了參考。
　　首先，論文基于復(fù)合材料力學(xué)、損傷力學(xué)及疲勞理論，建立了適用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的疲勞損傷模型

3、。該模型使用了復(fù)合材料Hashin破壞準(zhǔn)則和材料性能漸降模型，該模型具有通用性，能模擬并查看復(fù)雜的復(fù)合材料疲勞過(guò)程中產(chǎn)生的損傷，并計(jì)算結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。利用該模型對(duì)含孔復(fù)合材料進(jìn)行疲勞損傷分析，詳細(xì)討論溫度、濕度、孔間距等因素對(duì)含孔復(fù)合累積損傷的影響；找到影響材料極限強(qiáng)度因素的客觀規(guī)律。
　　接下來(lái)，針對(duì)不同形式的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)，分別對(duì)單搭接接頭和雙搭接接頭進(jìn)行了疲勞損傷分析。研究了其靜強(qiáng)度、疲勞壽命及損傷拓展規(guī)律。最后對(duì)比分析了不同