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1、碩士學(xué)位論文復(fù)合材料層合板疲勞行為研究RESEARCHONFATIGUEFAILUREPROPERTYOFCOMPOSITESLAMINATES劉英芝哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號:O346.2學(xué)校代碼:10213國際圖書分類號:621密級:公開工程碩士學(xué)位論文復(fù)合材料層合板疲勞行為研究碩士研究生:劉英芝導(dǎo)師:果立成教授申請學(xué)位:工程碩士學(xué)科:航天工程所在單位:航天學(xué)院答辯日期:2015年6月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:O346.2U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRE
2、SEARCHONFATIGUEFAILUREPROPERTYOFCOMPOSITESLAMINATESCandidate:LiuYingzhiSupervisor:Prof.GuoLichengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:AstronauticsEngineeringAffiliation:SchoolofAstronauticsDateofDefence:July,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要復(fù)合材
3、料在船舶、汽車和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,而織物復(fù)合材料因其比強(qiáng)度高、材料可設(shè)計性好、熱膨脹系數(shù)小等諸多優(yōu)勢,越來越多的引起科研工作者和工程技術(shù)人員的重視。本文以復(fù)合材料織物單向板的疲勞試驗(yàn)為基礎(chǔ),探究織物層合板的疲勞性能,發(fā)展出一套適用于織物復(fù)合材料層合板疲勞累積損傷失效分析的壽命預(yù)測方法。首先,將單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板疲勞累積損傷壽命預(yù)測理論加以推廣,應(yīng)用于織物復(fù)合材料層合板,引入強(qiáng)度、剛度退化公式和擴(kuò)展的Hashin疲勞失效準(zhǔn)則,建立織物復(fù)合材料層合板疲勞累積損傷壽命預(yù)測方法。其次,開展?????0,90?16、??????45?16織物單向?qū)雍习鍦?zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)
4、,分析其拉伸和剪切強(qiáng)度值;之后進(jìn)行拉-拉疲勞試驗(yàn),得到織物單向板的應(yīng)力-壽命曲線,分析其疲勞破壞形式;利用數(shù)學(xué)軟件擬合得到織物層合板各主方向的強(qiáng)度和剛度退化公式。再次,基于本文推廣得到的織物復(fù)合材料層合板疲勞累積損傷壽命預(yù)測方法,利用FORTRAN語言編寫有限元軟件ABAQUS的UMAT材料子程序,實(shí)現(xiàn)對含孔、不對稱鋪層織物層合板進(jìn)行應(yīng)力分析、疲勞損傷失效模式判斷、材料性能逐漸退化、材料性能突然退化以及疲勞壽命預(yù)測的分析過程。最后,開展含孔織物層合板的拉-拉疲勞試驗(yàn),對本文數(shù)值模擬所得結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證本文推廣得到的復(fù)合材料織物層合板疲勞壽命預(yù)測方法的適用性與可靠性。關(guān)鍵詞:織物層
5、合板;疲勞壽命;疲勞失效準(zhǔn)則;剛度退化;強(qiáng)度退化;UMAT-I-AbstractAbstractCompositematerialshavebeenwidelyusedinmanyindustriessuchasmarine,automobileandaerospace.Amongallcompositematerialstheonewithfabricdrawsmoreandmoreattentionofresearchersandengineersforitshighstrength,materialdesignability,andthermalexpansioncoeffi
6、cientandmanyotheradvantages.Basedonthefatiguetestoffabriclayercompositematerials,thearticleexploredthefatiguepropertiesofthefabriccompositelaminatedplates.Afatiguelifepredictionmethodofcumulativedamagefailurewhichissuitableforfabriccompositelaminateswasdeveloped.Secondly,quasi-statictensionoft
7、hefabricunidirectionallaminateswerecarriedoutandthenitstensileandshearstrengthwereanalyzed.T-Tfatiguetestswereconductedafterthatandthestress-lifecurvesofunidirectionalfabricpanelswereobtained.Thedifferentfatiguefailuremodescouldbeanalyz