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《復(fù)合材料層合板低速沖擊載荷下失效模式及剩余強(qiáng)度研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文復(fù)合材料層合板低速沖擊載荷下失效模式及剩余強(qiáng)度研究STUDYONFAILUREMODESANDRESIDUALSTRENGTHOFCOMPOSITELAMINATESUNDERLOW-VELOCITYIMPACT哈雯哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：O.346.5學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：531密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文復(fù)合材料層合板低速沖擊載荷下失效模式及剩余強(qiáng)度研究碩士研究生：哈雯導(dǎo)師：高維成教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：固體力學(xué)所在單位：航天科學(xué)與力學(xué)系答辯日期：2018年6月授予學(xué)位
2、單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:0.346.5U.D.C:531DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONFAILUREMODESANDRESIDUALSTRENGTHOFCOMPOSITELAMINATESUNDERLOW-VELOCITYIMPACTCandidate：HaWenSupervisor：Prof.GaoWeichengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：
3、SolidMechanicsAffiliation：DepartmentofAstronauticScienceandMechanics,SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要復(fù)合材料比傳統(tǒng)材料在許多方面具有優(yōu)勢，被越來越多的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，但在使用過程中難免受到低速沖擊作用，使其內(nèi)部產(chǎn)生各種模式的損傷，而降低材料的強(qiáng)度與剛度等
4、性能。近年來，對于低速沖擊與剩余強(qiáng)度問題的研究大多采用漸進(jìn)失效分析方法，來預(yù)測材料在整個加載過程中的斷裂失效與損傷擴(kuò)展。而對于漸進(jìn)失效分析方法，選取何種失效準(zhǔn)則與損傷演化方式至關(guān)重要。在低速沖擊過程中，復(fù)合材料的主要失效模式是基體失效與層間分層，即纖維間損傷，且沖擊問題較為復(fù)雜，基體斷裂面未必與材料主軸系重合。因此，本文采用基于物理機(jī)制的Puck準(zhǔn)則來預(yù)測沖擊過程中的基體損傷，利用選擇范圍的黃金分割搜索算法（SRGSS）來搜索基體的斷裂面角度，采用基于應(yīng)變的Hashin失效準(zhǔn)則判斷纖維的損傷起始，同時采用雙線性本構(gòu)模擬損
5、傷演化過程。通過ABAQUS中VUMAT子程序?qū)崿F(xiàn)本文所提出的漸進(jìn)失效預(yù)測模型，并采用復(fù)合材料層合板的壓縮模擬驗(yàn)證了此模型的有效性，從而可以對復(fù)雜的低速沖擊與沖擊后的靜壓縮問題進(jìn)行分析。首先，對T700/環(huán)氧復(fù)合材料層合板進(jìn)行低速沖擊及沖擊后壓縮試驗(yàn)，得到其損傷大小、損傷形式和損傷分布，并討論沖擊能量對損傷形態(tài)和沖擊后剩余壓縮強(qiáng)度的影響規(guī)律，獲取損傷擴(kuò)展規(guī)律，分析低速沖擊與沖擊后壓縮載荷下的破壞機(jī)理。其次，將基于應(yīng)變的Hashin失效準(zhǔn)則與基于物理機(jī)制的Puck準(zhǔn)則以及雙線性損傷演化規(guī)律引入到VUMAT子程序中，建立復(fù)合
6、材料層合板在低速沖擊載荷下的三維有限元模型，模擬復(fù)合材料在沖擊載荷下各種面內(nèi)損傷形式，并利用內(nèi)聚力單元模擬層間分層損傷，再通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，驗(yàn)證模型的有效性。最后，將沖擊后造成的各類損傷以預(yù)定義場的形式引入到無損層合板中，建立了含沖擊損傷層合板受靜壓縮載荷作用的有限元模型，對其進(jìn)行壓縮模擬，分析其損傷擴(kuò)展規(guī)律和剩余壓縮強(qiáng)度。通過試驗(yàn)與仿真的對比，進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的有效性，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料層合板低速沖擊到?jīng)_擊后壓縮的全程分析。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；低速沖擊；剩余強(qiáng)度；PUCK準(zhǔn)則；SRGSS算法I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文
7、AbstractCompositematerialshaveadvantagesinmanyaspectsandaremoreandmoreappliedinvariousfields.Butintheprocessofuse,itisunavoidabletobesubjectedtolow-velocityimpact,whichcausestheinternaldamageofvariousmodes,andreducesthestrengthandstiffnessofthematerial.Inrecentye
8、ars,theresearchontheproblemoflowvelocityimpactandresidualstrengthmostlyadoptstheprogressivefailureanalysismethodtopredictthefracturefailureanddamageexpansionof
