收藏本站
《天津科技大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纤维金属层板铆接损伤与疲劳特性研究

程里朋  
【摘要】:纤维金属层板(Fiber Metal Laminates,FMLs)是由金属薄板和纤维复合材料交替铺层,在一定温度和压强下固化而成的复合材料,它综合了传统金属材料的良好弹塑性和纤维复合材料的比强度高、耐高温等力学特性。FMLs层板以其抗疲劳、抗腐蚀、比强度高和比刚度高的优越性逐渐替代传统材料。尽管FMLs铆接结构广泛应用于飞机蒙皮等领域,但对于FMLs铆接损伤机理及疲劳特性的国内外研究还很少见,因此该研究对FMLs铆接设计具有工程意义。本文以玻璃纤维金属层板铆接为研究对象,采用实验和有限元仿真相结合的方法,进行以下几项研究内容:(1)对铝合金和玻璃纤维增强复合材料进行了材料属性测量,并探究了各方向参数对玻璃纤维增强复合材料强度及失效的影响,了解复合材料失效机理,为其失效准则的选择提供依据。(2)建立了完整的FMLs层板铆接三维有限元模型,在有限元模型中引入了三维Hashin渐进失效准则和层间开裂模型,对层板铆接受静载荷情况下的损伤进程进行预测,探究FMLs铆接多耦合损伤行为。FMLs铆接有限元模型和实验之间取得了很好的一致性,从损伤萌生到完全失效的连续性损伤机理行为相吻合,验证了 3D Hashin损伤准则的准确性和模型参数的准确性,为层板铆接影响因素研究奠定基础。(3)基于FMLs层板铆接3D有限元失效模型,开展了 FMLs层板铆接剩余强度研究;结果表明:a/t=0情况下的层板损伤面积较大,从而降低了纤维金属层板铆接强;铝合金分数的增加能够提高层板铆接强度,但铝合金分数大于50%时铆接强度和铆接比强度反而下降;铺层数量越多,铆接孔自由端剥离程度越严重,削弱了层板铆接强度;预紧力的增大能够延缓纤维和基体的萌生,并且提升铆接刚度;随着W/D和E/D的递增层板铆接强度有所提高,但当W/D≥3或E/D≥3时,铆接强度的不再明显提高,层板铆接失效模式也维持为理想的挤压失效模式。(4)进行了 FMLs层板单搭铆接疲劳实验,了解其疲劳特性;得出在一定预紧力情况下,纤维金属层板单搭疲劳裂纹并不在孔边缘萌生扩展,而是在铆钉墩头边缘处更容易产生裂纹,同时对裂纹路径进行了铆接寿命预测。(5)最后对某机翼蒙皮铆接强度分析和寿命可靠性预测,其中机翼长桁和工字梁的铆接处局部受力最大,其中三铆钉铆接能提高拉伸强度和缓解应力集中,但三铆钉铆接疲劳寿命可靠性反而下降。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TB33;V215

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陶杰;李华冠;潘蕾;胡玉冰;;纤维金属层板的研究与发展趋势[J];南京航空航天大学学报;2015年05期
2 胡祎乐;余音;汪海;赵毅;;纤维增强复合材料机翼长桁压缩破坏预测方法[J];上海交通大学学报;2012年09期
3 滕锦;李斌太;庄茁;;z-pin增韧复合材料层合板低速冲击损伤过程研究[J];工程力学;2006年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙耀宁;王艳飞;;周期性温度对纤维增强复合材料细观损伤影响分析[J];兵器材料科学与工程;2015年04期
2 强斌;刘宇杰;阚前华;;粘接界面泡沫铝夹芯板的三点弯曲失效数值模拟[J];材料工程;2014年11期
3 储火;陶伟明;;纤维增强复合材料冲击失效的二元模型分析[J];浙江大学学报(工学版);2014年08期
4 李振凯;余音;汪海;;复合材料层合板双面贴补结构渐进损伤分析[J];上海交通大学学报;2014年06期
5 史晓辉;陈秀华;汪海;;基于简化Zinoviev力学模型的复合材料层压板失效分析[J];上海交通大学学报;2013年08期
6 伊鹏跃;于哲峰;汪海;;复合材料层压板低速冲击刚度退化仿真方案研究[J];力学季刊;2012年03期
7 汪星明;朱庆友;柳泽;;一种复合材料低速冲击性能的简化预计方法[J];玻璃钢/复合材料;2012年04期
8 冯波;王晓洁;惠雪梅;;复合材料z-pin增强技术研究现状[J];玻璃钢/复合材料;2012年02期
9 徐佳;邢丽;姚谏;陈柏新;张凯声;;柱翼缘板外粘钢板加强的梁柱端板连接节点[J];工程力学;2011年12期
10 夏龙;徐绯;李巧;姚雄华;;复合材料泡沫夹芯结构低速冲击损伤研究[J];航空工程进展;2011年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 Hua-Guan Li;Juan Ling;Yi-Wei Xu;Zhong-Gang Sun;Hong-Bing Liu;Xing-Wei Zheng;Jie Tao;;Effect of Aging Treatment on Precipitation Behavior and Mechanical Properties of a Novel Aluminum–Lithium Alloy[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2015年06期
2 苑世剑;何祝斌;刘钢;王小松;韩聪;;内高压成形理论与技术的新进展[J];中国有色金属学报;2011年10期
3 Y.S. Byun;J. Kim;;Experimental and Numerical Investigation on Impact Performance of Carbon Reinforced Aluminum Laminates[J];Journal of Materials Science & Technology;2010年04期
4 王跃全;童明波;朱书华;;基于CDM的复合材料层合板三维非线性渐进损伤分析[J];南京航空航天大学学报;2009年06期
5 曾元松;黄遐;;大型整体壁板成形技术[J];航空学报;2008年03期
6 徐颖;温卫东;崔海涛;;复合材料层合板疲劳逐渐累积损伤寿命预测方法[J];航空动力学报;2007年04期
7 张彦;来新民;朱平;梁新华;;复合材料铺层板低速冲击作用下损伤的有限元分析[J];上海交通大学学报;2006年08期
8 高玉臣;纤维增韧材料的损伤理论[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1989年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余瀛;;母亲的布鞋[J];参花(上);2017年01期
2 赵时熙,R.Prinz,H.C.Goetting;含孔复合材料层板疲劳损伤扩展的实验研究[J];航空学报;1988年01期
3 呼延晓智;层板分层后屈曲分析的一维模型[J];航空学报;1988年03期
4 吴剑国,樊蔚勋;多个刚性核对层板应力集中的影响[J];镇江船舶学院学报;1989年02期
5 闻柏承,顾震隆;带或不带脱层的复合材料层板强度的预报[J];复合材料学报;1989年02期
6 陈思秋,李思简;对称层板二维的分层屈曲研究[J];上海交通大学学报;1989年06期
7 丘益元;;正交异性椭圆薄板和叠层板的大挠度弯曲[J];华南理工大学学报(自然科学版);1989年03期
8 徐厚华;邱昌兰;;复合材料层板有载孔孔边应力分析的解析方法[J];山东建材学院学报;1989年04期
9 李家驹;麦堪成;曾汉民;;C/G混杂增强聚砜及其共混物夹芯层板的弯曲和冲击性能[J];复合材料学报;1989年01期
10 王汝敏;马蕊然;;复合材料正交迭层板拉伸损伤特征的研究[J];西北工业大学学报;1989年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 顾志芬;崔德渝;;复合材料层板的损伤研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
2 崔德渝;顾志芬;;复合材料层板损伤问题研究[A];中国科协2001年学术年会分会场特邀报告汇编[C];2001年
3 王永贵;梁宪珠;曹正华;;纤维金属层板及其在大型飞机上的应用[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
4 沈成武;杨吉新;唐小兵;;细胞自动机方法在复合材料层板弯曲中的应用[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
5 崔德渝;顾志芬;;复合材料层板损伤起始问题研究[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
6 张二亮;张卫红;;纤维增强复合材料层板的材料/结构一体化设计[A];第十六届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2005年
7 崔德渝;顾志芬;;复合材料层板损伤起始问题研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
8 彭刚;冯家臣;刘原栋;王丹勇;王绪财;;复合材料层板冲击剪切实验技术分析与讨论[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
9 罗华思;;Glare层板变形和失效的数值模拟研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
10 郭战胜;张俊乾;居建国;张博明;杜善义;;不对称铺层复合材料层板的应变和变形测量[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 石晓鹏 郑子良;总投资3亿美元积层板项目昨日签约[N];邢台日报;2014年
2 本报记者 李波;四因素扰动军心 两层板难掩“结构”[N];中国证券报;2013年
3 董凤斌;建滔板上市首日涨15.5%[N];中国证券报;2006年
4 经贸宣;我市钢丝层板企业在美胜诉[N];大连日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马旻;钛/铝/镁叠层板热轧复合及组织与性能研究[D];燕山大学;2016年
2 毛春见;缝合复合材料层板低速冲击及冲击后压缩性能研究[D];南京航空航天大学;2013年
3 李昊;双稳定复合材料层板的构型分析及其动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 史国栋;EB-PVD制备NiCoCrAl/YSZ微层板组织和性能[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 张玺;玻璃纤维增强树脂/镁合金叠层板及其成型方法和性能研究[D];重庆大学;2017年
6 古兴瑾;复合材料层板高速冲击损伤研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 马李;Ti/Ti-Al微层板的设计与EB-PVD工艺制备研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 李华冠;玻璃纤维—铝锂合金超混杂复合层板的制备及性能研究[D];南京航空航天大学;2016年
9 赵丽军;复合材料层板损伤和短纤维层间增韧的细观力学研究[D];东北大学;2010年
10 徐书根;层板包扎容器多元物料蒸气爆炸及壳体力学响应研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程里朋;纤维金属层板铆接损伤与疲劳特性研究[D];天津科技大学;2018年
2 刁倩倩;规格竹条模重比分级及竹层板制备与评价[D];中国林业科学研究院;2018年
3 孙泽亚;GLARE层板损伤修补及其性能研究[D];南京航空航天大学;2018年
4 邱运朋;复合材料层板修理后低速冲击与冲击后压缩性能研究[D];中国民航大学;2017年
5 田静;缝合复合材料层板低速冲击损伤研究[D];南京航空航天大学;2008年
6 许昌;复杂载荷下缝合层板面内强度研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 马宏毅;玻璃纤维—铝合金层板的制备和性能研究[D];北京航空材料研究院;2006年
8 陈俊;轴向运动叠层板的固有振动特性研究[D];燕山大学;2015年
9 陈国宁;胶合竹层板的制备及力学性能研究[D];中南林业科技大学;2014年
10 李兴;纤维金属层板结合部断裂理论与实验研究[D];华东交通大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026