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《碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料沖擊損傷無(wú)損檢測(cè)工藝研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、學(xué)校代碼10406分類號(hào)TG115.28密級(jí)學(xué)號(hào)080080402029盲審編號(hào)117題目碳纖維/樹(shù)脂基復(fù)合材料沖擊損傷無(wú)損檢測(cè)工藝研究作者王丹學(xué)科、專業(yè)測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器指導(dǎo)教師鄔冠華教授申請(qǐng)學(xué)位日期2011年6月學(xué)校代碼：10406分類號(hào)：TG115.28學(xué)號(hào)：080080402029南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）碳纖維/樹(shù)脂基復(fù)合材料沖擊損傷無(wú)損檢測(cè)工藝研究碩士研究生：王丹導(dǎo)師：鄔冠華教授敖波副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科、專業(yè)：測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器所在單位：測(cè)試與光電工程學(xué)院答辯日期：2011.6授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)The
2、NDTtechnologyforImpactDamageofcarbonfiberreinforcedresinmatrixcompositeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMeasuringandTestingTechnologiesandinstrumentsbyWangDanUndertheSupervisionofProf.WuGuan-huaA.P.AoBoSchoolofTestingandOpto-ElectronicEngineeringNanchangHangkong
3、University,Nanchang,ChinaJune.2011摘要先進(jìn)復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代航空航天領(lǐng)域上得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)對(duì)沖擊比較敏感，即使在沖擊能量較低、結(jié)構(gòu)表面未留下任何痕跡的情況下，層合結(jié)構(gòu)的內(nèi)部也可能出現(xiàn)嚴(yán)重的分層、基體開(kāi)裂和纖維斷裂等損傷，從而導(dǎo)致抗壓縮強(qiáng)度等力學(xué)性能大幅下降。本文根據(jù)《HB72242-95復(fù)合材料構(gòu)件通用技術(shù)條件》、《GJB28952-97碳纖維復(fù)合材料層合板和層合件通用規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制作了沖擊試件，沖擊試樣試件材料為T(mén)300/QY8911矩形層壓板，板長(zhǎng)250㎜，寬180
4、㎜，單層名義厚底為0.12㎜；采用自由落體沖擊試驗(yàn)方法近似模擬了冰雹、跑道碎石撞擊、普通工具撞擊、人為踩踏等低能沖擊源低能沖擊，獲得了不同沖擊能量下的沖擊損傷試件。論文應(yīng)用顯式有限元法、三維Tsai-Wu失效準(zhǔn)則和剛度折減準(zhǔn)則，模擬層合板低速?zèng)_擊損傷過(guò)程；在研究超聲C掃描、激光錯(cuò)位散斑檢測(cè)工藝基礎(chǔ)上，利用超聲C掃描、激光錯(cuò)位散斑對(duì)不同能量沖擊下?lián)p傷試件進(jìn)行檢測(cè)。論文的研究結(jié)果表明，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在沖擊能量較小時(shí)，試件表面并未留下砸痕，但試件內(nèi)部已檢測(cè)出輕微損傷；隨著沖擊能量的增加，表面出現(xiàn)砸痕，內(nèi)部出現(xiàn)分層；當(dāng)能量達(dá)到一定值時(shí)，試件表面出現(xiàn)纖
5、維斷裂，沖擊背面出現(xiàn)平行于纖維方向的基體裂紋。有限元模擬和超聲C描檢測(cè)結(jié)果吻合程度很高，真空加載比熱加載激光錯(cuò)位散斑檢測(cè)效果差，在沖擊能量高于5J后，超聲C掃描能夠直觀準(zhǔn)確地檢測(cè)沖擊損傷面積大小，熱加載激光錯(cuò)位散斑檢測(cè)在沖擊能量大于23J后，檢測(cè)結(jié)果與超聲C掃描基本相同。說(shuō)明本文提出的顯式有限元模型，三維蔡-胡準(zhǔn)則表征元素?fù)p傷和通過(guò)剛度折減準(zhǔn)則預(yù)測(cè)復(fù)合材料沖擊損傷程度方法的正確。本文中提出有限元分析模型和方法可以用于沖擊損傷和預(yù)測(cè)，超聲C掃描檢測(cè)工藝、熱加載激光錯(cuò)位散斑檢測(cè)工藝可以直接應(yīng)用于沖擊損傷的檢測(cè)，為改進(jìn)復(fù)合材料制造工藝、延長(zhǎng)使用期
6、限和提出沖擊后復(fù)合材料層合板修補(bǔ)方案等方面提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：碳纖維/樹(shù)脂基復(fù)合材料，低速?zèng)_擊損傷，有限元模擬，超聲C掃描檢測(cè)，激光錯(cuò)位散斑檢測(cè)ⅠAbstractWiththeadvantagesoflightweightandhighstrength,advancedcompositesmaterialhasbeenwidelyusedinmodernaerospacefields.Thelaminatedcompositestructuresaremoresensitivetoimpact,evenunderthelow-energyim
7、pact,thereisnotraceonthestructuresurface,theinnerstructuremayappearseriousstratified,matrixcrackandfiberbreakageetc,leadingmechanicalpropertiessuchascompressionstrengthtobedecreasedgreatly.Accordingto“thegeneraltechnicalspecificationsofHB72242-95compositestructures”and“the
8、generalspecificationofGJB28952-97carbonfibercompositelaminates”,theimpactspecimenswhichar
