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《上海交通大学》 2012年
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大型复合材料结构落重冲击试验技术研究

曹翔  
【摘要】:复合材料在飞机结构设计上得到越来越广泛的使用,但其对冲击损伤很敏感,因此其冲击阻抗的研究变得愈发重要。由于台式材料冲击试验机只适合于标准试片的冲击试验,无法满足复合材料结构件和部件试验的要求,故研究大型复合材料结构的冲击试验技术就具有一定的工程意义。 本文首先参照ASTM标准提出了复合材料冲击试验需要满足的技术要求,并依此设计了可用于大型复合材料结构冲击试验的便携式试验设备。该设备使用力传感器测量冲击力,使用光纤传感器测量冲击速度与反弹速度;通过冲击力-时间历程积分可得到速度时间历程与载荷-位移曲线;分析了冲击头组件的振动频率,可满足试验要求;开发了基于LabVIEW的设备测控软件。 将该复合材料冲击试验设备用于加筋板的冲击试验。首先分析了加筋板在大、小跨度的两种支持方式下的冲击响应和模态振型,为确定试验方案提供了依据。通过试验得到力-时间曲线与载荷-位移曲线,分析了冲击过程中的分层损伤导致的结构弯曲刚度的下降和损伤形式。 最后,将研制的便携落重式冲击试验设备应用于大型盒段结构的冲击损伤预制,研究了在同样的冲击能量下,最大冲击力与冲击点的刚度之间的关系,结果表明最大冲击力会随着冲击点的刚度的上升而上升;还对一个共固化多梁盒段预制冲击损伤,由位移-载荷曲线可知,落锤有反弹时,发生的分层或基体开裂等损伤会导致局部刚度下降;而落锤不反弹直接将壁板冲穿时,载荷上升过程中结构刚度基本不变。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB302

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【参考文献】
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