收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

温度对复合材料点阵夹芯结构力学行为的影响研究

刘加一  
【摘要】:碳纤维复合材料点阵夹芯结构由于具有轻量化和多功能化特点,因而在航空航天等领域具有广泛的应用前景。目前国内外学者对碳纤维复合材料点阵夹芯结构力学行为的研究主要集中在室温环境,很少有人研究温度对复合材料点阵夹芯结构力学行为的影响。因此,为了弥补这一不足有必要对其在不同温度环境下的力学行为展开研究,这将有助于复合材料点阵夹芯结构的设计与应用。本文针对碳纤维复合材料点阵夹芯结构,对其在高低温环境下以及经高温热暴露处理后的力学行为进行了理论和实验研究。 采用理论和实验相结合的方法对碳纤维复合材料直柱型和金字塔型点阵夹芯结构在高低温环境下的力学行为进行了研究。通过实验测试了复合材料杆件和层合板在高低温环境下的压缩模量和强度,并采用理论模型将其拟合成温度的函数。建立了直柱型和金字塔型点阵夹芯结构在不同温度环境下平压刚度和强度的理论预报公式,并将实验测得的平压刚度和强度值与理论预测值进行了对比,实验结果与理论预测结果吻合较好。同时也对金字塔点阵夹芯结构在高低温环境下的侧压行为进行了研究,得到了温度对金字塔点阵夹芯结构侧压行为的影响规律。所得结论可为复合材料点阵夹芯结构在高低温环境下的应用提供数据储备和科学依据。 为了研究热暴露对碳纤维复合材料金字塔点阵夹芯结构失效机理的影响,对金字塔点阵夹芯结构经不同温度和时间热暴露后的平压和剪切行为进行了考察。通过实验测试了金字塔点阵夹芯结构热暴露后的平压和剪切性能,得到了平压和剪切性能随热暴露温度和时间的变化规律,并通过理论公式预报了金字塔点阵夹芯结构热暴露后的平压刚度和强度以及剪切刚度和强度。揭示了金字塔点阵夹芯结构热暴露后的平压和剪切失效机理,当热暴露温度不高于250℃时,点阵夹芯结构经高温热暴露处理后,在平压或剪切载荷作用下发生了节点失效。但当热暴露温度高于250℃时,点阵夹芯结构经热暴露处理后,在平压载荷作用下发生了杆件分层与屈曲失效;在剪切载荷作用下发生了面板分层与节点失效。同时对比分析了金字塔点阵夹芯结构在高温环境下和高温热暴露后的失效机理,发现该结构在高温环境下的失效机理与其经热暴露处理后的失效机理有着本质区别。 研究了热暴露对碳纤维复合材料金字塔点阵夹芯结构侧压和弯曲行为的影响,分析了金字塔点阵夹芯结构经热暴露处理后侧压和弯曲失效行为的变化原因,并从界面微观的角度揭示了金字塔点阵夹芯结构热暴露后的失效机理,得到了侧压和弯曲极限载荷随热暴露温度和时间的变化规律。研究表明,结构热暴露后侧压和弯曲极限载荷下降的主要原因是试件经高温热暴露处理后,基体性能以及纤维基体界面性能发生了严重退化,从而降低了结构的整体承载能力。给出了金字塔点阵夹芯结构热暴露后的侧压和弯曲极限载荷的理论预报公式,并将理论预测结果与实验结果进行了对比分析。 通过对碳纤维复合材料金字塔点阵夹芯结构热暴露后的低速冲击行为进行实验研究,得到了热暴露温度高低和冲击能量大小对金字塔点阵夹芯结构冲击响应的影响规律,揭示了点阵夹芯结构热暴露后的冲击失效机理和能量吸收特性。同时,也对金字塔点阵夹芯结构冲击后的剩余压缩强度进行了研究,分析了金字塔点阵夹芯结构冲击后的残余承载能力,结果表明冲击后的剩余压缩强度与热暴露高低和冲击能量大小密切相关。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王亚楠;张国利;陈光伟;李嘉禄;;高速机构用夹芯复合材料横板模态试验分析[J];材料工程;2009年S2期
2 张剑;李地红;李兴冀;黄龙男;张东兴;;复合芯材夹芯结构成型工艺研究[J];材料科学与工艺;2008年01期
3 王兵;吴林志;杜善义;孙雨果;马力;;碳纤维增强金字塔点阵夹芯结构的抗压缩性能[J];复合材料学报;2010年01期
4 吴林志;泮世东;;夹芯结构的设计及制备现状[J];中国材料进展;2009年04期
5 黄世敏;聚氯乙烯泡沫塑料夹芯结构玻璃钢船的探讨[J];玻璃钢/复合材料;1985年01期
6 李地红,金鑫;菱苦土新型夹芯结构的研究[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2004年06期
7 王志瑾,徐庆华;M-型皱褶芯材弹性常数的细观力学模型[J];南京航空航天大学学报;2004年04期
8 熊健;马力;杨金水;吴林志;;碳纤维复合材料金字塔点阵结构制备工艺及力学性能研究[J];固体力学学报;2011年S1期
9 代永朝,郑立胜;飞机复合材料夹芯结构的粘接修补技术[J];粘接;2000年01期
10 王胜国;玻璃钢船结构发展趋势[J];纤维复合材料;1996年04期
11 缪长青,李爱群,张行;金属材料压缩曲线三参数模型及应用[J];东南大学学报(自然科学版);2001年06期
12 赵鹏飞,张元明,何颖,杨建华,李晓斌,刘骁;玻璃钢蒙皮/聚氨酯泡沫塑料夹芯结构无人机机翼制造(一)工艺方案设计[J];玻璃钢/复合材料;2001年03期
13 Altadt V.;Diedriches F.;Lenz T;胡培;;夹芯结构中的聚合物泡沫材料和蜂窝的比较[J];玻璃钢;2002年02期
14 张元明,赵鹏飞;玻璃钢蒙皮/全腔填充泡沫塑料夹芯结构机翼设计[J];玻璃钢/复合材料;2003年01期
15 祝成炎;谭冬宜;田伟;陈俊俊;朱俊萍;;三维正交整体夹芯机织物的结构设计及织造[J];纺织学报;2006年12期
16 王海风;徐志伟;;结构型吸波材料电磁特性的设计计算[J];机械科学与技术;2008年11期
17 康建功;石少卿;陈进;;泡沫铝衰减冲击波压力的理论分析[J];振动与冲击;2010年12期
18 万建国,陶宝祺;利用厚度剪切压电效应的自适应压电复合材料夹芯结构的研究[J];复合材料学报;1999年04期
19 田伟;祝成炎;王善元;;三维整体夹芯机织复合材料的抗冲击与能量吸收性能[J];材料工程;2007年S1期
20 邱克鹏;张卫红;;考虑尺寸效应的夹芯结构拓扑优化设计[J];西北工业大学学报;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾涛;严实;张坤;李楠;方岱宁;;金字塔形点阵夹芯结构压缩力学性能研究[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
2 王兵;吴林志;孙雨果;杜善义;;纤维柱增强泡沫复合材料夹芯板的力学性能研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
3 王新筑;吴林志;孙雨果;;金属泡沫夹芯结构力学行为的研究综述[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
4 熊健;吴林志;马力;王兵;;铝硅合金空心圆管夹芯结构基本力学性能研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 王新筑;吴林志;孙雨果;;金属泡沫复合材料夹芯结构三点弯曲下的力学性能研究[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
6 王志谨;V.Khaliulin;;皱褶结构芯格构型的几何设计方法[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年
7 李磊;谢宗蕻;;多功能复合材料智能蒙皮天线结构技术研究[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
8 王兵;吴林志;孙雨果;王世勋;;纤维柱增强泡沫芯材复合材料夹芯板的实验研究[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
9 邱克鹏;张卫红;;基于尺度效应的夹层板弯曲响应分析和夹芯结构设计[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 李明;吴林志;关正西;马力;王兵;;直杆点阵型和斜杆点阵型夹芯结构弯曲性能对比性研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘加一;温度对复合材料点阵夹芯结构力学行为的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 王世勋;复合材料夹芯结构的力学性能[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 王世勋;复合材料夹芯结构的力学性能[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 谢中友;夹芯结构局部压入及弯曲塑性响应的理论研究[D];中国科学技术大学;2012年
5 王兵;纤维柱增强复合材料夹芯结构的制备工艺及力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 曲凤盛;Inconel718高温合金多层夹芯结构的LBW+SPF技术[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 李志斌;闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究[D];中国科学技术大学;2013年
8 徐朝阳;木质复合蜂窝夹芯材料性能的研究[D];南京林业大学;2007年
9 袁辉;碳/碳复合材料刚度与强度预测模型研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 聂军武;CoFe_2O_4-BaTiO_3磁电复合材料的制备及性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邬志华;三维整体复合材料夹芯结构的设计、制备与性能[D];国防科学技术大学;2011年
2 张国旗;复合材料四面体点阵夹芯结构的制备及其力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 王孟孟;混杂纤维复合材料夹芯结构静载下数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 张国旗;复合材料四面体点阵夹芯结构的制备及其力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 张国旗;复合材料四面体点阵夹芯结构的制备及其力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 常洋洋;复合材料夹芯结构壁板箱型梁制备技术与弯曲性能研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 高亮;复合材料点阵夹芯结构的换热机制[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 芦才军;轻质点阵夹芯结构的力学分析与结构优化[D];重庆大学;2012年
9 赵望安;复合材料点阵夹芯结构热载荷下的热力性能分析与优化[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 李兴冀;复合材料柱/泡沫塑料夹芯结构板成型工艺及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 曾鸣;夹芯结构材料助推玻钢船艇轻质高强低碳[N];中国建材报;2010年
2 黄丽娟胡伟滨 记者 王方遒;亚洲最大复合材料生产基地在哈建成[N];哈尔滨日报;2007年
3 朱剑红;中国建材收购德国企业[N];人民日报;2007年
4 亚兰;亚什兰在华代理TA公司PVC复合材料[N];中国化工报;2008年
5 郑英;江阴自主研发产品获JEC复合材料展创新奖[N];江阴日报;2010年
6 记者 刘棉柳;EPMC复合材料发展进入新阶段[N];广东科技报;2005年
7 洋洋;澳大利亚将试飞模块化全复合材料无人机[N];中国航空报;2007年
8 记者 杨静;中国复合材料集团锁定“三高”产品[N];中国建材报;2006年
9 姜肇中;全球复合材料流行趋势大扫描[N];中国建材报;2006年
10 尔基;专注指向成功[N];现代物流报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978