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《哈尔滨工程大学》 2011年
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金属蜂窝夹芯结构的疲劳行为研究

芦颉  
【摘要】:蜂窝夹芯结构具有轻质高强和可设计性强等优点,是航空航天、船舶、汽车、建筑等领域不可缺少的材料之一。在实际工程应用中,经常面临循环载荷作用,并且蜂窝夹芯结构力学性能极易受到载荷、环境等因素的影响。为了探索钎焊金属蜂窝夹芯结构的力学行为,尤其是疲劳行为,揭示结构破坏模式,对结构性能进行宏观预测和评价,论文主要开展了以下研究工作: 对两种金属蜂窝夹芯结构系统开展了侧向拉伸、平压、三点弯曲、四点弯曲、SHPB冲击压缩性能实验研究工作,考虑试件几何尺寸、芯子排列方向、实验温度等条件对结构宏观性能的影响,借助数码相机和光学体式显微镜,对结构在不同实验条件下的失效模式和机理进行了详细的探讨。 利用四点弯曲装置,分别研究了结构完整的钢质蜂窝夹芯试件和带有初始芯面脱焊缺陷的试件在室温下的疲劳行为,得到反映疲劳寿命的S-N曲线和疲劳强度极限,并讨论了不同缺陷尺寸对疲劳寿命的影响。系统地研究了钢质蜂窝夹芯结构的高温三点弯曲、四点弯曲疲劳行为。在试件的三点弯曲疲劳实验研究中,通过改变环境温度(200,300,400℃)来近似模拟实际工程中可能出现的高温、热力耦合的情况,得到各温度下循环次数与载荷水平的关系,并讨论了芯子排列方向对疲劳强度的影响;在四点弯曲疲劳实验研究中,重点开展了300℃下蜂窝夹芯结构疲劳寿命研究。分析了以上加载条件下蜂窝夹芯结构疲劳失效的主要模式。 论文提出了以下几种蜂窝夹芯结构疲劳寿命预测方法。即:直接S-N曲线方法、刚度退化方法、强度折减方法,系统地建立了蜂窝夹芯结构的弯曲疲劳模型。建立了基于刚度退化的钢质蜂窝夹芯结构弯曲疲劳模型,与实验结果进行比较;对模型进行修正,使其适合预测结构高温弯曲疲劳行为。考虑芯子不同排列方向,推导得出两个非线性累计损伤模型,并与Miner损伤准则进行比较。基于强度折减法,分别针对完好试件和局部缺陷试件的弯曲疲劳实验结果,对Burman公式的适用性展开讨论,并在此基础上提出修正模型,合理地预测了室温弯曲疲劳寿命。 论文最后借助三种无损检测技术对蜂窝夹芯结构的宏观性能进行评价。采用激光剪切散斑技术进行层合板表面及内部缺陷无损检测,探讨了错位量、缺陷尺寸、深度等因素对检测结果的影响,并利用该技术完成了蜂窝夹芯结构芯面脱焊的检测,利用像素标定技术,得到缺陷尺寸信息。编制了均值、中值、小波滤波等时域空域图像处理程序,并对得到的缺陷条纹图进行优化分析。提出一种基于数字图像相关技术的蜂窝夹芯结构面内弹性模量测试方法,编制计算程序,并探讨了搜索模板尺寸及不同算法对结果的影响,与传统机测法结果比较证明了提出方法的正确性。采用声发射技术,借助三点弯曲试验,对含有初始缺陷的蜂窝夹芯试件进行破坏及损伤分析,建立了三种不同载荷工况下,AE特征参数随加载时间、位置等变化规律。这些参数可以反映结构的损伤和断裂过程,实验结果与分析结果一致性较好。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB303

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李红,韩静涛;复合蜂窝夹芯板的防弹机理及其应用[J];兵器材料科学与工程;2004年06期
2 邹广平;唱忠良;明如海;夏培秀;王群;;泡沫铝夹心板的冲击性能研究[J];兵工学报;2009年S2期
3 程小全,寇长河,郦正能;复合材料蜂窝夹芯板低速冲击后的压缩[J];北京航空航天大学学报;1998年05期
4 寇长河,程小全,郦正能;复合材料蜂窝夹芯板低速冲击后压缩强度估算[J];北京航空航天大学学报;1998年05期
5 成广民,丁锁柱;复合材料蜂窝夹层结构计算的一般方法和进展[J];玻璃钢/复合材料;1996年02期
6 周祝林,张长明;运载火箭复合材料仪器舱力学分析[J];玻璃钢/复合材料;2002年06期
7 肖伟;李大纲;徐朝阳;;疲劳振动对蜂窝纸板承载力和缓冲性能的影响[J];包装工程;2009年01期
8 徐朝阳;李大纲;;蜂窝纸板低周疲劳及蠕变复合作用下的损伤研究[J];包装工程;2009年02期
9 李勇;Nomex蜂窝在俄罗斯航空领域的发展及应用[J];材料工程;1995年04期
10 程小全,寇长河,郦正能;复合材料夹芯板低速冲击后弯曲及横向静压特性[J];复合材料学报;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 栾旭;金属蜂窝夹芯板疲劳和冲击力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 任方;应用声发射技术对板中波动问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
2 赵金森;铝蜂窝夹层板的力学性能等效模型研究[D];南京航空航天大学;2006年
3 欧蔓丽;火灾条件下钢结构力学性能的研究及应用[D];湖南大学;2007年
4 胡玉琴;铝蜂窝夹层板等效模型研究及数值分析[D];南京航空航天大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李家驹;复合材料的测试[J];工程塑料应用;1979年01期
2 惠雪梅;王晓洁;尤丽虹;;CE/EP/CF复合材料的湿热性能研究[J];工程塑料应用;2006年05期
3 陈学锋;瞿金平;;注塑机曲肘式合模机构弹性振动的研究[J];工程塑料应用;2008年03期
4 王从科;李金鹿;李根臣;张霞;赵付宝;张永侠;李茂东;;环氧树脂拉伸损伤过程的声发射特性研究[J];工程塑料应用;2009年11期
5 王从科;李金鹿;张霞;赵付宝;杨雪艳;张吉雷;;PE纤维胶丝束拉伸损伤过程的声发射特性研究[J];工程塑料应用;2010年01期
6 王从科;张霞;吕秀莲;凡丽梅;;EVAC拉伸损伤过程的声发射特性研究[J];工程塑料应用;2011年05期
7 范颖芳,周晶;人工神经网络在受腐蚀钢筋混凝土结构工程中的应用[J];四川建筑科学研究;2004年01期
8 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
9 辜文杰;李刚;谢云;;结构抗冲击设计的泰勒理论修正及计算机模拟[J];四川建筑科学研究;2008年02期
10 柯长仁;蒋俊玲;陈升平;;混凝土单轴压缩损伤的模型试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘颖;孙修展;;二维周期性梯度多孔材料中应力波的传播特性[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 马毓;赵启林;江克斌;;树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
3 李树娟;张永丽;;250吨钢包车车轮轴的热处理工艺技术分析[A];“豫兴热风炉杯”2011曹妃甸绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备管理经验交流会论文集会刊[C];2011年
4 李红军;马超;;电磁声发射技术在地雷等金属壳体爆炸物的结构安全检测中的应用分析[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
5 宋常;冯新;周晶;;高混凝土重力坝在强震作用下损伤破坏的数值模拟[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
6 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
7 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
8 郭厚焜;罗晖;Xi Kevin;林风涛;;光栅条纹图像方向自适应滤波方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 张志强;李国禄;王海斗;徐滨士;朴钟宇;;声发射技术在接触疲劳失效检测中的应用[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
10 张蕾;侯金保;;DZ40M合金缺陷试样TLP-DB接头力学性能[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
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1 翁继东;超快脉冲激光干涉技术及其在冲击动力学过程诊断中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
3 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
6 甄晓霞;大跨径钢桥桥面铺装体系力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
7 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
8 张新春;多胞金属材料的动力学特性及微结构设计[D];北京交通大学;2011年
9 庞世红;夹层玻璃等效厚度研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2009年
10 凌丹;威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究[D];电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
2 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
3 郭世敬;不同参数下12Cr1MoV瞬时液相扩散连接接头组织与性能变化研究[D];河南理工大学;2010年
4 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
5 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
6 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
7 张颜艳;奥氏体不锈钢组织超声无损评价研究[D];南昌航空大学;2010年
8 朱志斌;基于金属材料的扰动磁场检测技术研究[D];南昌航空大学;2010年
9 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
10 魏运飞;金属薄板的兰姆波成像检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周慈,赵江平,郭进平,毕伟民;防火涂料的研究应用与发展[J];安防科技;2004年07期
2 王颖坚;蜂窝结构在面内剪力作用下的变形模式[J];北京大学学报(自然科学版);1991年03期
3 栾旭;梁军;程靳;王超;;蜂窝夹芯板缺陷的ESSPI无损检测[J];北京航空航天大学学报;2009年06期
4 程小全,寇长河,郦正能;复合材料蜂窝夹芯板低速冲击后的压缩[J];北京航空航天大学学报;1998年05期
5 寇长河,程小全,郦正能;复合材料蜂窝夹芯板低速冲击后压缩强度估算[J];北京航空航天大学学报;1998年05期
6 刘新工,刘荣勋;光纤—数字散斑相关方法的原理和应用[J];北京化工学院学报(自然科学版);1994年04期
7 王海福,冯顺山;多孔铁中冲击波压力特性的研究[J];北京理工大学学报;1998年02期
8 李玲;李大纲;徐平;诸学清;;疲劳/蠕变交互作用下竹木复合层合板断裂损伤研究[J];北京林业大学学报;2006年S2期
9 周祝林;;浸渍铝蜂窝芯子剪切特性分析[J];玻璃钢;1999年04期
10 周祝林;;碳纤维复合材料夹层结构横向剪切强度分析[J];玻璃钢;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 韦娟芳;空间4~10米可展开天线的动力耦合分析及实验技术研究[D];浙江大学;2002年
2 马忠辉;可重复使用运载器热防护系统性能分析研究[D];西北工业大学;2004年
3 马玉娥;可重复使用运载器热防护系统热/力耦合数值计算研究[D];西北工业大学;2006年
4 闫长海;金属热防护系统隔热材料的隔热机理及隔热效率研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 陈俊达;数字散斑相关方法理论和应用研究[D];清华大学;2007年
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1 么达;钢结构抗火设计研究[D];天津大学;2003年
2 熊焕;重复使用运载器低温贮箱防热结构分析[D];国防科学技术大学;2004年
3 邓志方;高温SHPB实验中的界面热传导特性及其影响[D];中国工程物理研究院;2006年
4 赵金森;铝蜂窝夹层板的力学性能等效模型研究[D];南京航空航天大学;2006年
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1 井玉安;王玉民;韩静涛;果世驹;;钢蜂窝夹芯结构的准静态压缩吸能特性[J];机械工程材料;2009年05期
2 路阳;赵宇;代永朝;;复合材料损伤微波修理试验研究[J];航空维修与工程;2009年03期
3 梁伟;刘振祺;麦汉超;杨嘉陵;;基于辐射和传导耦合的蜂窝夹芯结构传热性能分析[J];强度与环境;2008年04期
4 王磊,袁慎芳,朱安华;基于主动监测技术的蜂窝夹芯结构损伤监测研究[J];仪器仪表学报;2002年04期
5 马科峰;张广成;刘良威;燕子;;夹层结构复合材料的吸波隐身技术研究进展[J];材料开发与应用;2010年06期
6 刘念超;蜂窝芯子的力学性能计算[J];玻璃钢/复合材料;1993年06期
7 罗业;李岩;;天然纤维增强复合材料吸声性能研究[J];材料工程;2010年04期
8 杨小俊;兰青山;;基于Taguchi设计优化纤维-纸蜂窝复合板成型工艺[J];包装工程;2011年13期
9 姚进斌;沙江波;;含泡沫铝芯的复合板弯曲疲劳行为的研究[J];材料科学与工程学报;2007年01期
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3 赵剑;谢宗蕻;;蜂窝夹芯结构面外等效弹性模量与等效导热系数研究[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
4 梁伟;李雪;刘振祺;;MTPS蜂窝板热防护性能及影响因素分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 李长亮;杜刚;江大志;;芯材对双层夹芯复合材料结构横向抗冲击性能影响的实验研究[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
6 董永祺;;复合材料粘结剂的新动向[A];第十一次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2005年
7 栾旭;梁军;王超;;金属热防护系统蜂窝夹芯面板的有限元分析[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
8 解维华;张博明;杜善义;;蜂窝夹芯板有效热导率的数值预报与实验测试[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 徐朝阳;李大纲;;木质蜂窝夹芯包装材料抗弯性能研究[A];第十一届全国包装工程学术会议论文集(一)[C];2007年
10 姜益军;戴宜全;顾成军;石教炎;;数字散斑相关方法用于蜂窝夹芯板的弯曲破坏形态研究[A];第十二届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2009年
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1 刘嘉柱 格兰仕(中山)家用电器有限公司;蜂窝纸板在格兰仕空调包装上的应用[N];中国包装报;2007年
2 ;B-2隐身轰炸机应用隐身材料实例[N];中国化工报;2002年
3 ;B-2隐身轰炸机应用隐身材料实例[N];中国化工报;2002年
4 江苏省包装技术协会 吴国荣;我国蜂窝纸板:制约瓶颈与发展前景[N];中国包装报;2003年
5 蔡丽娜;蜂窝纸板在陶瓷工艺品包装上的应用[N];中国包装报;2010年
6 韩卿;消除阻力 发掘潜力[N];中国包装报;2003年
7 世舒;玻纤橡胶同步传动带[N];中国建材报;2003年
8 记者 卫新华 实习生 巫丹;填补国内外技术空白[N];重庆日报;2005年
9 朱文英;棒线材产品与其生产技术发展动向[N];世界金属导报;2001年
10 刘友存;提高机械性能 控制生产成本[N];中国冶金报;2007年
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1 芦颉;金属蜂窝夹芯结构的疲劳行为研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 张宗华;轻质吸能材料和结构的耐撞性分析与设计优化[D];大连理工大学;2010年
3 李响;承载夹层复合材料的轻量化设计方法及其应用研究[D];武汉理工大学;2011年
4 何晓;含氢的新型钛合金的疲劳行为研究[D];四川大学;2003年
5 范志超;压力容器用钢16MnR中温应力控制下的低周疲劳行为及寿命评估技术研究[D];浙江大学;2003年
6 刘敬松;FRAM铁电材料的微结构与电性能研究[D];电子科技大学;2005年
7 廖红卫;钢丝绳的疲劳行为特征与损伤机理研究[D];武汉理工大学;2006年
8 陈峰;外延Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3单晶薄膜的制备与性能研究[D];中国科学技术大学;2008年
9 曹海建;三维机织整体中空复合材料的结构及性能研究[D];江南大学;2010年
10 周明哲;航空用2E12合金热处理工艺与疲劳行为的相关基础问题研究[D];中南大学;2010年
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1 兰青山;纸蜂窝夹芯结构复合板材的性能测试与分析[D];湖北工业大学;2012年
2 武燕;中低速荷载作用下NOMEX蜂窝结构的塑性变形模式研究[D];太原理工大学;2011年
3 张伟峰;金属蜂窝防热结构的动力响应与传热特性研究[D];浙江大学;2012年
4 刘宝君;金属蜂窝夹芯板力热耦合作用下的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 孙晓波;复合材料蜂窝夹芯结构脱胶修补研究与软件开发[D];西北工业大学;2003年
6 李秋龙;复合材料蜂窝结构损伤修补试验技术与分析研究[D];西北工业大学;2003年
7 周在东;轻质夹芯结构的有限元分析和多目标优化[D];大连理工大学;2008年
8 李红;高超声速飞行器金属蜂窝夹芯结构的热机耦合行为分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
9 陈士哲;蜂窝夹层梁结构在低速冲击下的动力响应研究[D];太原理工大学;2011年
10 王栋;双层金属蜂窝夹层结构的设计与力学分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
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