層合板沖擊彎曲損傷研究

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1、學(xué)校代碼：10286分類號(hào)：TB122密級(jí)：公開(kāi)UDC：531學(xué)號(hào)：150897層合板沖擊彎曲損傷研究研究生姓名：錢意彥導(dǎo)師姓名：董萼良申請(qǐng)學(xué)位類別工學(xué)碩士學(xué)位授予單位東南大學(xué)一級(jí)學(xué)科名稱力學(xué)論文答辯日期2018年5月30日二級(jí)學(xué)科名稱學(xué)位授予日期20年月日答辯委員會(huì)主席韓曉林評(píng)閱人S005314-1S005314-22018年6月6日碩士學(xué)位論文層合板沖擊彎曲損傷研究專業(yè)名稱：力學(xué)研究生姓名：錢意彥導(dǎo)師姓名：董萼良中國(guó)南京東南大學(xué)二零一八年五月STUDYONDAMAGEOFLAMINATESDU

2、ETOIMPACTBENDINGAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYQIANYiyanSupervisedbyAssociateProf.DONGE-liangDepartmentofEngineeringMechanicsSoutheastUniversityMay2018東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研宄工作及取得的研

3、宄成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料一。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。研究生簽名：＾ｂ期：站／ｒｙ東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明東南大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所、國(guó)家圖書(shū)館、《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）》電子雜志社有限公司、萬(wàn)方數(shù)據(jù)電子出版社、北京萬(wàn)方數(shù)據(jù)股份有限公司、有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的

4、復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印縮印或其他一致復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相。除在保密期）內(nèi)的保密論文外，，允許論文被查閱和借閱可以公布（包括以電子信息形式刊登論文的全部?jī)?nèi)容或中、英文摘要等部分內(nèi)容。論文的公布（包括以電子信息形式刊登）授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。彳｜於卜又研宄生簽名：紛，導(dǎo)師簽名摘要摘要復(fù)合材料層合板工作環(huán)境中常會(huì)受到?jīng)_擊載荷。為充分利用材料性能，需根據(jù)動(dòng)態(tài)下材料性能進(jìn)行設(shè)計(jì)，因而研究層合板動(dòng)態(tài)力學(xué)性能至關(guān)重要。本文針對(duì)碳/環(huán)氧樹(shù)脂

5、復(fù)合材料層合板沖擊彎曲損傷問(wèn)題開(kāi)展研究?；跍?zhǔn)靜態(tài)及落錘沖擊彎曲試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了層合板層間強(qiáng)度修正系數(shù)，建立了層合板彎曲失效模型，研究了加載速率對(duì)層合板抗彎曲性能的影響，并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證強(qiáng)度修正系數(shù)的可靠性和彎曲失效模型的合理性。此外，本文進(jìn)一步將所得到的強(qiáng)度修正系數(shù)應(yīng)用于多種鋪層形式的復(fù)合材料層合板失效研究中，并預(yù)報(bào)其彎曲性能。具體研究工作和結(jié)論如下:(1)開(kāi)展了單向增強(qiáng)碳/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料板準(zhǔn)靜態(tài)及落錘沖擊四點(diǎn)彎試驗(yàn)，分析了加載速率對(duì)單向增強(qiáng)層合板彎曲損傷的影響規(guī)律。纖維與基體間界面脫粘致

6、使純彎段纖維束發(fā)生局部屈曲會(huì)引起層合板喪失承載力。低速?zèng)_擊載荷下層合板彎曲極限應(yīng)力比準(zhǔn)靜態(tài)下提高了13%~22%，其原因是低速?zèng)_擊載荷下界面分層損傷小于準(zhǔn)靜態(tài)下分層損傷。隨著加載速率的提高損傷模式有由界面脫粘向界面周邊基體開(kāi)裂轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。(2)基于不同速率下的四點(diǎn)彎試驗(yàn)數(shù)據(jù)，引入了一種基于界面層張開(kāi)速率動(dòng)態(tài)失效強(qiáng)度參數(shù)修正因子。建立了分層均勻的層合板模型并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)彎曲失效計(jì)算，仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較高的一致性，表明使用的失效分析模型是合理的。(3)將基于張開(kāi)速率層間強(qiáng)度修正系數(shù)用于多種鋪層形式

7、的層合板彎曲失效仿真，預(yù)報(bào)不同鋪層形式層合板的動(dòng)態(tài)彎曲性能，為常規(guī)鋪層形式的碳/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料層合板抗沖擊彎曲力學(xué)性能提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：碳/環(huán)氧樹(shù)脂基層合板；落錘沖擊；四點(diǎn)彎測(cè)試；ABAQUS失效分析；動(dòng)態(tài)失效預(yù)測(cè)IAbstractAbstractLaminatesareoftensubjectedtoimpactloadinginworkingenvironment.Inordertotakefulladvantageofthematerialproperties,itisnecessar

8、ytogainingthedynamicpropertiesoflaminatestodesign.Soitisvitallyimportanttostudythedynamicmechanicalpropertiesoflaminates.Inthispaper,thedamageofcarbon/epoxylaminatesduetoimpactbendingisstudied.Basedonthequasi-staticbendingtestsanddropweightimp