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《熱聲載荷下復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)的隨機疲勞壽命估算》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第32卷第4期沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報V01.32No.42015年8月JournalofShenyangAerospaceUniversityAug.2015文章編號:2095—1248(2015)04—0024一06熱聲載荷下復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)的隨機疲勞壽命估算馮飛飛,沙云東,張國治,朱林(沈陽航空航天大學(xué)遼寧省航空推進系統(tǒng)先進測試技術(shù)重點實驗室,沈陽110136)摘要:復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)承受著高溫強噪聲載荷,高溫環(huán)境能夠改變材料的性能,而強噪聲能使薄壁結(jié)構(gòu)發(fā)生大撓度非線性響應(yīng)。熱聲載荷達到一定值后,結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)會出現(xiàn)屈曲甚至跳變響應(yīng)。熱聲載荷下復(fù)合材料薄壁板非線性
2、響應(yīng)理論分析方法,采用時域蒙特卡洛法求解非線性運動方程,并根據(jù)應(yīng)力峰值分布,采用線性損傷累積理論和s.N曲線估算結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。以碳/碳復(fù)合材料矩形板為例,計算了高溫強噪聲載荷作用下對薄壁板的動態(tài)響應(yīng)和疲勞壽命。關(guān)鍵詞:復(fù)合材料;非線性響應(yīng);熱聲載荷;疲勞壽命中圖分類號:V215.5文獻標(biāo)志碼:Adoi:10.3969/j.issn.2095—1248.2015.04.005Randomfatiguelifeestimationofcompositethin-walledstructuresunderthermo-acousticloadingsFENGFei—f
3、ei,SHAYun—dong,ZHANGGuo-zhi,ZHULin(LiaoningKeyLaboratoryofAdvancedforAeronauticalPropulsionTestTechnologyShenyangAerospaceUniversity,Shenyang110136,China)Abstract:Compositethin—wallstructuresaresubjecttohighacousticandseverethermalloadings.ThehighthermalenvironmentsCanchangeproperties
4、ofmaterial,andthehighacousticloadingcanmakethin—walledstructuresexhibitlargedeformationnonlinearresponse.Undercertainthermo·acousticloadingconditions,adynamicinstabilitywillgiverisetobucklingandevensnap-throughresponses.Atheoreticalstudyonnonlinearresponseofcompositepanelsunderthermal
5、—acousticloadingsisconducted.ThenonlinearequationofmotionissolvednumericallybyaMonteCarlotypeapproach.Basedonthedistributionofstresspeaks.S—Ncurvesarecombinedbymeansoflineardamageaccumulationtheorytoestimatefatiguefifeofstructures.Thedynamicresponseandfatiguelifeofcarbon·carbonrectang
6、ularplatearecalculatedunderthermal—acousticloadings.Keywords:composite;nonlinearresponse;thermo—acousticloadings;fatiguelife高超聲速飛行器在飛行過程中要承受氣動載荷、熱載荷、噪聲載荷和機械載荷。而進入大氣層的航天器熱防護系統(tǒng)表面要承受高達2000℃左右的高溫,局部的噪聲聲壓級超過180dB¨-2],因此航天器對材料的要求越來越苛刻。碳/碳復(fù)合材料具有比重輕、熱膨脹系數(shù)小、抗腐蝕、抗熱沖擊等優(yōu)異性能,能夠滿足現(xiàn)代飛行器發(fā)展的需求。強噪聲載荷引起
7、復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大幅值非線性響應(yīng),高溫環(huán)境使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)屈曲甚至跳變現(xiàn)象,在不同屈曲后平衡位置之間做跳變運收稿日期:2013—10—28作者簡介:馮飛飛(1987一),男,河南焦作人,碩士研究生,主要研究方向:航空發(fā)動機強度、振動及噪聲;E-mail:499759479@qq.com沙云東(1966一),男,黑龍江阿城人,教授,主要研究方向:航空發(fā)動機強度、振動及噪聲,E-mail:ydsha2003@vip.sina.tom。第4期馮飛飛,等:熱聲載荷下復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)的隨機疲勞壽命估算25動¨。4-。本文采用數(shù)值方法分析熱聲載荷下復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)疲
8、勞壽命。P