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《大庆石油学院》 2010年
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纤维增强型复合材料受力损伤仿真分析

刘黎明  
【摘要】: 复合材料损伤存在对构件或系统的安全性构成重大威胁。传统的失效分析方法在面对复合材料复杂的损伤形式、不可逆的损伤过程等问题时,容易陷入困境,具有一定局限性。数值模拟方法作为一种随着计算机技术的发展而新兴起来的工程分析方法,具有经济、可重复性、可控性等特点,在复合材料失效分析以及裂纹扩展问题方面有一定的优势。因此采用有限元数值模拟方法对复合材料进行损伤失效分析具有实际意义。 本文在复合材料力学的理论基础上,以纤维增强型塑料(FRP)为研究对象,运用有限元数值模拟分析三种单层板的拉伸过程;在实验室条件下,研究了FRP单层板受拉伸载荷作用下的断裂失效过程,并应用纤维韧性理论分析FRP单层板的受力损伤断裂情况;最后将有限元数值模拟结果和实验分析结论结合用于FRP复合材料损伤特征的判断。研究结果为有限元数值模拟在FRP受力损伤仿真分析上提供了应用依据。 此外,应用ANSYS有限元软件对复合材料受力损伤断裂过程进行有限元模拟,分析所得数据,提取裂纹区域应力场特征参量,研究基体断裂和界面断裂的基本理论;通过对基体断裂与基体和纤维界面断裂过程的有限元断裂模拟分析得出复合材料损伤的局部特征信息,计算出不同断裂阶段的应变能量释放率和对应的应力强度因子,并把模拟结果和拉伸实验分析结果进行比较验证。 根据复合材料损伤模式多样化的特点,综合应用理论方法、实验方法和有限元数值模拟方法,并将其与相对应声发射信号源问题结合分析,有效地分析判断出复合材料的损伤形式和损伤程度,达到了分析FRP复合材料受力损伤情况的目的。
【学位授予单位】:大庆石油学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB332

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【参考文献】
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