高溫環(huán)境下復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊損傷剩余強(qiáng)度預(yù)測研究.pdf

1、先進(jìn)復(fù)合材料因其出色的材料力學(xué)性能在航空航天飛行器結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用日益增多。復(fù)合材料層合板在制造和使用的過程中，不可避免地會(huì)受到外物的低速低能沖擊，而在沖擊載荷的作用下，復(fù)合材料層合板內(nèi)部很容易產(chǎn)生損傷，這些內(nèi)部的損傷很難直接觀察到，并且會(huì)嚴(yán)重削弱層合板的強(qiáng)度。飛行器各部件經(jīng)常工作在不同的熱環(huán)境下，而高溫環(huán)境下，樹脂基復(fù)合材料的材料力學(xué)性能會(huì)有不同程度的降低。因此，對含沖擊損傷的復(fù)合材料層合板在高溫環(huán)境下的剩余強(qiáng)度進(jìn)行研究具有重要的理論意義

2、和工程價(jià)值。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1.根據(jù)增量形式的虛功原理和單層板理論，建立了考慮溫度影響的復(fù)合材料層合板強(qiáng)度預(yù)測模型，將層合板在沖擊載荷作用下的損傷結(jié)果作為高溫環(huán)境下剩余強(qiáng)度預(yù)測的初始狀態(tài)，結(jié)合逐漸損傷分析理論，發(fā)展了適用于室溫沖擊及高溫下含沖擊損傷復(fù)合材料層合板剩余強(qiáng)度問題的全程分析方法。
　　2.基于ANSYS有限元分析軟件，采用APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言開發(fā)編寫了含初始沖擊損傷的復(fù)合材料層合板在高溫

3、環(huán)境下的剩余強(qiáng)度預(yù)測分析程序，該程序可以預(yù)測任意沖擊載荷作用后的復(fù)合材料層合板在任意溫度環(huán)境下的損傷擴(kuò)展規(guī)律及其剩余強(qiáng)度。
　　3.對兩種不同尺寸的T300/BMP350復(fù)合材料層合板進(jìn)行沖擊損傷試驗(yàn)研究，分析幾何尺寸對沖擊損傷的影響；對沖擊后的層合板進(jìn)行室溫和300℃下的剩余強(qiáng)度試驗(yàn)研究，分析溫度和沖擊能量對含損傷復(fù)合材料層合板剩余強(qiáng)度的影響規(guī)律。
　　4.采用本文提出的全程分析方法，研究了沖擊能量和溫度對含損傷復(fù)合材料層