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《武汉理工大学》 2011年
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承载夹层复合材料的轻量化设计方法及其应用研究

李响  
【摘要】:产品轻量化技术是轻量化结构、轻量化材料和轻量化制造等的单一技术或集成技术的统称,是工业技术发展的必然趋势和企业追求的目标。承载夹层复合材料是由高强度的面板与轻质芯材组成的一种典型的轻量化结构材料,因其具有质量轻、比刚度与比强度大、抗失稳能力强等优点而得到广泛工程应用。论文以承载夹层复合材料为研究对象,系统研究其轻量化设计方法,并以承载箱式件为实例,研究工程应用技术,以期在重量、性能和成本等多目标中达到最佳结合点,实现轻量化。论文的主要研究工作如下: (1)在分析承载夹层复合材料力学特性的基础上,运用复合材料和材料力学理论,推导承载夹层复合材料夹层结构的强度、刚度和重量的计算公式;结合工程实例,提出相应的计算方法。 (2)分析承载夹层复合材料蜂窝夹芯结构的力学性能,建立蜂窝夹芯结构的力学等效模型,导出蜂窝夹芯结构的等效弹性常数的计算公式;结合工程实例,提出蜂窝夹芯结构力学性能仿真分析方法。 (3)从结构轻量化设计的角度,分析承载夹层复合材料夹层结构的轻量化设计要求;针对单约束条件下的承载夹层复合材料夹层结构进行轻量化设计,提出单约束承载夹层复合材料夹层结构的轻量化设计方法。 (4)分析承载夹层复合材料夹层结构的多约束条件,运用多约束优化设计理论,构建承载夹层复合材料夹层结构的多约束优化设计数学模型,提出多约束承载夹层复合材料夹层结构的轻量化设计方法,并通过工程实例进行验证。 (5)从材料轻量化设计的角度,对承载夹层复合材料进行轻量化设计,建立承载夹层复合材料的轻量化设计过程模型;运用等效板理论,构建承载夹层复合材料夹层结构的力学等效模型,推导等效模型的弹性常数的计算公式;结合具体实例,提出承载夹层复合材料的轻量化设计方法。 最后,以某型地埋升降式压缩垃圾站箱体为应用对象,对箱体载荷进行分析,建立箱体的压缩垃圾分布载荷模型;采用承载夹层复合材料替代箱体原有的材料,运用承载夹层复合材料的轻量化设计方法,对箱体进行轻量化设计;在此基础上,对轻量化的箱体进行有限元仿真分析,验证轻量化设计方案的正确性和可行性。经工程实践说明本文所提出的方法可用于工程,并能产生良好的效果。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB332

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李响;游敏;;卫星夹层结构夹芯层力学性能分析与数值模拟[J];三峡大学学报(自然科学版);2012年04期
【参考文献】
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1 乌云其其格;廖子龙;李明;;环氧树脂/芳纶布复合材料性能研究与应用[J];工程塑料应用;2006年04期
2 惠雪梅;宋义斌;王晓洁;尤丽虹;;碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂复合材料性能研究[J];工程塑料应用;2007年11期
3 廖子龙;乌云其其格;;环氧树脂/玻璃纤维复合材料性能研究与应用[J];工程塑料应用;2008年09期
4 益小苏;张明;安学锋;刘立朋;;先进航空树脂基复合材料研究与应用进展[J];工程塑料应用;2009年10期
5 蒋成武;谭继锦;孙立君;储昭淼;;客车底架有限元分析与轻量化[J];车辆与动力技术;2009年04期
6 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
7 叶红玲;隋允康;;应力约束下连续体结构的拓扑优化[J];北京工业大学学报;2006年04期
8 肖剑;王科社;;直驱双摆角铣头支架的拓扑优化设计[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2009年03期
9 李慧丽;郎利辉;焦伟;苏怀忠;;预应力钢丝缠绕缸体结构轻量化关键技术[J];北京航空航天大学学报;2009年07期
10 陈绍杰;先进复合材料的近期发展趋势[J];材料工程;2004年09期
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1 王英杰;大型机械系统复杂构件结构优化设计方法研究[D];燕山大学;2002年
2 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年
3 叶红玲;连续体结构静力拓扑优化方法与软件开发[D];北京工业大学;2005年
4 石琴;基于现代设计理论的车身结构设计方法研究[D];合肥工业大学;2006年
5 庄春刚;基于水平集的多材料结构拓扑优化设计方法与应用[D];上海交通大学;2007年
6 刘均;方形蜂窝夹层结构振动与冲击响应分析[D];华中科技大学;2009年
【共引文献】
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1 张振;赵志鸿;张锐;;2006年我国热固性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2007年05期
2 惠雪梅;宋义斌;王晓洁;尤丽虹;;碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂复合材料性能研究[J];工程塑料应用;2007年11期
3 张振;赵志鸿;张锐;高群;;2007年我国热固性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2008年05期
4 益小苏;张明;安学锋;刘立朋;;先进航空树脂基复合材料研究与应用进展[J];工程塑料应用;2009年10期
5 杨铭;重力式挡土墙优化设计[J];四川建筑科学研究;1987年02期
6 吴杰,张其林,杨永华;预应力桁架优化设计[J];四川建筑科学研究;2004年01期
7 傅光耀;王浩;;薄钢铺板对平台主梁变形影响的试验研究和分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
8 常玉珍;吴敏哲;;组合肋壳几何非线性分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
9 王青;徐港;;剪力墙结构弹塑性分析的QR法Ⅱ——计算格式、程序及算例[J];四川建筑科学研究;2006年06期
10 李占鸿;陆洲导;李杰;;某水泥贮仓工程事故的SAP 2000分析[J];四川建筑科学研究;2007年01期
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1 宫建国;陶钧;曾胜;金涛;;地基平面沉降下的大型石油储罐模态分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 张应迁;石艳;唐克伦;刘明;;外压容器临界载荷特性研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 李俊杰;杜家政;;基于应力约束全局化的框架结构拓扑优化模型[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
4 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
5 李同春;朱寿峰;赵兰浩;胡继刚;;考虑坝体与坝肩动力相互作用的坝肩稳定动接触降强算法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
6 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
7 纪军;王安华;任增金;;圆沉箱内隔墙的设置方式[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
8 王彬;;基于APDL的大口径反射镜优化设计[A];第二十四届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2011年
9 周清华;杜留法;杨雄辉;;减摇鳍加强结构CAD/CAE一体化的若干关键技术探讨[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
10 樊征兵;何欢;陈国平;;不确定结构的模态和动响应分析[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红哲;车身概念设计智能CAE关键技术的研究[D];长春理工大学;2010年
2 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 高立新;轿车集成开发中若干关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年
4 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
5 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
6 毛海涛;无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算方法和防渗措施的研究[D];新疆农业大学;2010年
7 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
8 许兰贵;变壁厚大锥度薄壁铝罐成形关键技术的研究[D];华南理工大学;2010年
9 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
10 宁志华;焦炭塔鼓胀变形与开裂几个问题的研究[D];暨南大学;2010年
【同被引文献】
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1 梁森,陈花玲,陈天宁,梁天锡;蜂窝夹芯结构面内等效弹性参数的分析研究[J];航空材料学报;2004年03期
2 富明慧,尹久仁;蜂窝芯层的等效弹性参数[J];力学学报;1999年01期
3 夏利娟,金咸定,汪庠宝;卫星结构蜂窝夹层板的等效计算[J];上海交通大学学报;2003年07期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李河清,赵景丽,张元明,张广成;固化压力对夹层结构力学性能的影响[J];工程塑料应用;2002年06期
2 乌云其其格;中温固化阻燃环氧树脂/芳纶复合材料的研究[J];工程塑料应用;2003年11期
3 唐玉生,曾志安,陈立新,梁国正,胡晓兰;氰酸酯树脂改性及应用概况[J];工程塑料应用;2004年10期
4 张春雷;王金旗;张兴虎;;汽车轻量化用钢的新思路——低密度钢板[J];鞍钢技术;2006年05期
5 樊莉;谭南林;沈栋平;;基于显式动力学的滚动轴承接触应力有限元分析[J];北京交通大学学报;2006年04期
6 王利,朱晓东,张丕军,陆匠心;汽车轻量化与先进的高强度钢板[J];宝钢技术;2003年05期
7 陈思忠,林程,谷中丽;半承载客车车身结构强度、刚度研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1996年02期
8 黄华,茹丽妙;重型运输车车架的动力学分析[J];车辆与动力技术;2001年02期
9 李利良;郭伟民;何家芳;;国外近空间飞艇的现状和发展[J];兵工自动化;2008年02期
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 梅玉林;拓扑优化的水平集方法及其在刚性结构、柔性机构和材料设计中的应用[D];大连理工大学;2003年
2 叶红玲;连续体结构静力拓扑优化方法与软件开发[D];北京工业大学;2005年
3 石琴;基于现代设计理论的车身结构设计方法研究[D];合肥工业大学;2006年
【相似文献】
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1 洪汉烈,周泳,汪艳;小角度X射线衍射法研究夹层复合材料和长程有机大分子材料[J];分析仪器;2005年02期
2 ;BaySystems~复合材料体系——复合材料行业的创新合作伙伴及定制化解决方案[J];塑料制造;2008年10期
3 沈坤元;;涡轮叶片中夹层复合材料的作用[J];玻璃钢;2002年04期
4 石勇;刘宇;刘鑫;王志鹏;;夹层复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究[J];材料开发与应用;2008年06期
5 D.J.霍尔;郭照黎;;澳大利亚皇家海军扫雷艇艇体用玻璃钢/泡沫夹层复合材料的设计与评定程序之述评[J];材料开发与应用;1985年11期
6 陈文,徐庆,郜定山,袁润章;聚氧乙烯-蒙脱石夹层复合材料的合成研究[J];武汉工业大学学报;1998年04期
7 赵宏杰;嵇培军;胡本慧;赵亮;;蜂窝夹层复合材料的吸波性能[J];宇航材料工艺;2010年02期
8 周光明;朱波;;整体中空夹层复合材料低速冲击损伤及剩余强度实验研究[J];材料工程;2009年S2期
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1 徐文明;袁端才;蒋志刚;;夹层复合材料薄壁箱形梁剪力滞效应数值分析[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年
2 杜龙;矫桂琼;黄涛;李朝光;;Z-pin增强泡沫夹层结构的弯曲性能[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
3 陈文;徐庆;袁润章;;聚合物熔融法制备蒙脱石基锂离子导体的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
4 杨金水;彭超义;李黎;肖加余;曾竟成;冯学斌;;真空导入模塑工艺成型泡沫/格栅夹层复合材料及其弯曲特性[A];复合材料:创新与可持续发展(上册)[C];2010年
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6 周祝林;吴伯明;贺志远;丁锁柱;;用3D夹层结构复合材料制造的50kW风力叶片设计计算[A];第十八届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2010年
7 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
8 李光亮;郑锡涛;郑晓霞;杜兴刚;;复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击损伤分析[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
9 周祝林;吴伯明;曹桂芬;;新型3D夹层结构复合材料污水池盖罩强度刚度设计计算[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
10 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
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1 肖建春 张红;建筑结构领域 大有创新天地[N];科技日报;2000年
2 孙文;赢创提出新型汽车轻量化解决方案[N];中国化工报;2009年
3 金星 本报记者 张显峰;天宫一号是什么材料炼成的[N];科技日报;2011年
4 特约记者 虞仲义 通讯员 夏雨禾;德固赛将在美国生产优质硬泡沫[N];中国化工报;2007年
5 本报记者 宋亚林;刻苦学习 攻克难关[N];中国航空报;2006年
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7 韩立泉 冯辉;纸蜂窝胶粘剂的现状及发展趋势[N];中国包装报;2001年
8 戴武 巨力;超强瓦楞蜂窝复合纸板的结构特性探讨[N];中国包装报;2004年
9 ;磁性随机存取存储器[N];网络世界;2001年
10 范桂兰;纳米材料过热领域有重要突破[N];中国轻工报;2000年
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1 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
2 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
3 党旭丹;X-cor夹层结构制备与力学性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 刘海韬;夹层结构SiCf/SiC雷达吸波材料设计、制备及性能研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 张铁亮;卫星夹层结构分析与结构设计研究[D];南京航空航天大学;2012年
6 魏克湘;大范围运动电流变夹层梁的动力学特性与振动控制[D];上海交通大学;2006年
7 闫法强;夹层结构天线罩材料的设计、制备及其宽频透波性能[D];武汉理工大学;2007年
8 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
9 王林;深海耐压结构型式及稳定性研究[D];中国舰船研究院;2011年
10 胡白香;磁流变液夹层梁的动力学研究[D];南京航空航天大学;2008年
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1 王婷婷;整体中空双夹层复合材料力学性能研究[D];南京航空航天大学;2012年
2 朱波;整体中空夹层复合材料低速冲击性能及剩余强度研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 韩超;利用木塑复合材料制备夹层复合材料的研究[D];东北林业大学;2012年
4 钟志珊;整体中空夹层复合材料力学性能研究[D];南京航空航天大学;2007年
5 刘静;整体中空层连复合材料结构与性能的研究[D];江南大学;2008年
6 杜龙;X-cor夹层复合材料力学性能研究[D];西北工业大学;2007年
7 周庆丰;大型风力机叶片结构的有限元数值计算方法的研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 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
9 乔东;新型双轴向纬编间隔织物增强复合材料的加工制造及力学性能研究[D];东华大学;2008年
10 陈海欢;X-cor增强泡沫夹层复合材料结构力学行为研究[D];上海交通大学;2010年
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