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《南京航空航天大学》 2013年
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含分层损伤复合材料层合板疲劳分层扩展研究

熊伟华  
【摘要】:复合材料层合板由于其优越的力学性能,在航空、航天领域已得到广泛的应用。然而层合板在制造或者使用过程中经常出现以层间分层、纤维断裂、基体开裂等形式的损伤,严重影响了结构的承载能力和安全使用寿命。目前,针对复合材料层合板分层扩展的研究主要集中在静力载荷作用下力学性能分析。为了提高复合材料层板的应用水平和效率,亟需开展对含初始损伤复合材料层合板疲劳性能的研究。 本文针对含分层损伤复合材料层合板,基于ABAQUS有限元分析平台,建立了预测含分层损伤复合材料层板在压缩疲劳载荷作用下分层扩展的有限元模型。该模型采用基于Mindlin一阶剪切理论的连续壳单元,分析了含穿透分层复合材料层板在压缩疲劳载荷作用下的分层扩展行为。利用累积损伤理论,对层板内出现的各种典型损伤进行相应的刚度折减,并在循环加载过程中对材料性能进行强度弱化。利用虚裂纹闭合技术(VCCT)计算分层前缘处的能量释放率,结合混合断裂判据判断分层是否扩展,进而得到压缩疲劳载荷作用下分层扩展规律。计算模型通过大型商用有限元软件和自编程序实现。通过对数值仿真结果和试验结果比较,验证了模型的合理性和准确性。最后讨论了最大应力幅值、初始分层长度、初始分层位置等相关参数对分层疲劳扩展速率的影响。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:V214.8

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【参考文献】
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