复杂载荷下缝合层板面内强度研究-工程力学专业论文.docxVIP

复杂载荷下缝合层板的面内强度研究 复杂载荷下缝合层板的面内强度研究 南京航空航天大学硕士学位论文 南京航空航天大学硕士学位论文 VIII VIII IX IX 图表清单 图 1. 1 缝合/非机织设备 2 图 1. 2 缝合层板成型工艺3 图 1. 3 缝合方式 3 图 1. 4 采用链式缝合的预制件[45/-45]S 正反面 4 图 2. 1 周期性细观结构受剪变形示意图13 图 2. 2 周期性边界条件14 图 3. 1 缝合层板中不同铺层的单胞模型的选取方式22 图 3. 2 缝合层板单层单胞纤维弯曲规律23 图 3. 3 渐进损伤分析流程26 图 3. 4 单胞模型的有限元网格划分27 图 3. 5 预测强度值随网格密度的变化规律28 图 3. 6 剪切失效影响系数 β 对拉伸强度的影响规律 31 图 3. 7 轴向拉伸应力应变关系31 图 3. 8 单胞轴向拉伸渐进失效过程32 图 3. 9 轴向压缩应力应变关系32 图 3. 10 单胞轴向压缩渐进失效过程33 图 3. 11 横向拉伸应力应变关系33 图 3. 12 单胞横向拉伸渐进失效过程34 图 3. 13 横向压缩应力应变关系34 图 3. 14 单胞横向压缩渐进失效过程35 图 3. 15 剪切载荷下的应力应变关系35 图 3. 16 纯剪切载荷下单胞渐进失效过程36 图 3. 17 拟合后的纯剪切载荷下的应力应变曲线37 图 3. 18 缝线半径对轴向拉伸强度的影响38 图 3. 19 缝线半径对轴向压缩强度的影响38 图 3. 20 缝线半径对横向拉伸强度的影响39 图 3. 21 缝线半径对横向压缩强度的影响39 图 3. 22 缝线半径对剪切强度的影响40 图 3. 23 纤维最大弯曲角对轴向拉伸强度的影响40 图 3. 24 纤维最大弯曲角对轴向压缩强度的影响41 图 3. 25 纤维最大弯曲角对横向拉伸强度的影响41 图 3. 26 纤维最大弯曲角对横向压缩强度的影响42 图 3. 27 纤维最大弯曲角对剪切强度的影响42 图 4. 1 缝合层板复杂载荷面内力学性能分析流程45 图 4. 2 损伤扩展与应变增量的关系47 图 4. 3 软化系数对材料后损伤的影响规律48 图 4. 4 缝合层板复杂载荷施加方式49 图 4. 5 试件 A 在双轴载荷下的失效包络线 50 图 4. 6 试件 A 在轴向拉伸下的应力应变曲线 51 图 4. 7 试件 A 在双轴拉伸下的应力应变关系 51 图 4. 8 试件 A 在双轴压缩下的应力应变关系 52 图 4. 9 试件 A 在拉压载荷下的应力应变关系 52 图 4. 10 试件 A 在压拉载荷下的应力应变关系 53 图 4. 11 试件 A 在轴向载荷和剪切载荷下的失效包络线 53 图 4. 12 试件 A 轴向拉伸和剪切载荷下的应力应变曲线 54 图 4. 13 试件 A 轴向压缩和剪切载荷下的应力应变曲线 54 图 4. 14 试件 A 在剪切载荷与横向载荷下的失效包络线 55 图 4. 15 试件 A 轴向剪切和横向拉伸载荷的应力应变曲线 55 图 4. 16 试件 A 轴向剪切载荷和横向压缩的应力应变曲线 56 图 4. 17 试件 B 在双轴载荷下的失效包络线 56 图 4. 18 试件 B 双向拉伸下的应力应变曲线 57 图 4. 19 试件 B 双向压缩下的应力应变曲线 57 图 4. 20 试件 B 拉压载荷下的应力应变曲线 58 图 4. 21 试件 B 压拉载荷下的应力应变曲线 58 图 4. 22 试件 B 在轴向载荷和剪切载荷下的失效包络线 59 图 4. 23 试件 B 在轴向拉伸和剪切载荷下的应力应变曲线 60 图 4. 24 试件 B 在轴向压缩和剪切载荷下的应力应变曲线 60 图 4. 25 试件 B 在剪切载荷和横向载荷下的失效包络线 61 图 4. 26 试件 B 在剪切载荷和横向拉伸下的应力应变曲线 61 表 3 1 Hashin 准则失效模式及退化方案 25 PAGE PAGE XII XI XI 表 3 2 试件工艺参数 26 表 3 3 材料组分性能参数[45]（模量（GPa）） 26 表 3 4 未缝合层板刚度和强度与实验值对比（模量（GPa）） 29 表 3 5 单胞弹性常数数值结果和实验值对比29 表 3 6 单胞强度参数数值结果和实验值对比30 表 3 7 铺层的剪切非线性系数36 表 4 1 SD 方案 46 表 4 2 双轴应力状态张量准则系数值62 表 4 3 轴向与切向应力状态张量准则系数值63 表 4 4 切向与横向应力状态张量准则系数值63 注释表 Ei 材料弹性模量 G