復合材料加筋板屈曲和損傷的虛擬測試技術研究.pdf

1、復合材料加筋板是一種典型的復合材料結構件，在航天、航空等領域得到了日益廣泛的應用。虛擬測試技術融合了計算仿真技術、物理測試方法和基礎架構，它只需要結合少量的物理試驗就可以實現(xiàn)對復合材料結構件力學性能的分析和預報，能夠極大地縮短設計和試驗周期、降低研制成本。本文在閱讀國內(nèi)外相關研究成果的基礎上，重點研究了復合材料加筋板屈曲和損傷的虛擬測試技術，建立了復合材料加筋板屈曲后屈曲快速計算的工程算法、屈曲和損傷精確模擬的數(shù)值模型，開發(fā)了虛擬測試系

2、統(tǒng)軟件平臺。
　　分析了復合材料加筋板的結構形式和主要力學性能，以及加筋板設計過程中的試驗需求，設計了復合材料加筋板虛擬測試系統(tǒng)總體方案和功能模型，確定了系統(tǒng)各組成部分和功能模塊，完成了系統(tǒng)與外部支撐軟件的集成接口設計。
　　建立了一種針對多種幾何結構形式的復合材料加筋板屈曲后屈曲快速計算的工程算法。基于分段處理法，設計了工程算法總體框圖；基于經(jīng)典層合板理論、等效剛度法、有效寬度法等，建立加筋板的等效剛度矩陣模型和各屈曲模式

3、下屈曲載荷和破壞載荷計算的數(shù)學模型。給出 I型、T型兩種類型加筋板求解算例，并將計算結果與試驗和數(shù)值結果比較分析，驗證了該算法的正確性，實現(xiàn)了參數(shù)化、自動化的屈曲模態(tài)判斷、屈曲載荷和破壞載荷的預估計算。
　　建立了綜合考慮層內(nèi)細觀損傷和脫粘損傷的復合材料加筋板屈曲和損傷分析的數(shù)值模型?；赑ython腳本的二次開發(fā)，建立了復合材料加筋板的參數(shù)化有限元模型；基于引入連續(xù)損傷變量的漸進剛度退化模式以及應變描述的損傷準則，建立了漸進損傷

4、分析模型；基于UMAT子程序的二次開發(fā)，將漸進損傷模型嵌入到有限元模型。通過算例的數(shù)值結果與物理試驗和工程計算的對比分析，驗證了該模型的合理有效性，能夠準確地預測加筋板屈曲模態(tài)、屈曲載荷和破壞載荷、后屈曲平衡路徑、蒙皮筋條以及膠結層的損傷演化過程。
　　設計了復合材料加筋板虛擬測試系統(tǒng)軟件平臺的體系結構和技術流程，開發(fā)了系統(tǒng)軟件平臺，建立了相關支撐數(shù)據(jù)庫和知識庫，實現(xiàn)了復合材料加筋板工程計算、虛擬試驗和物理試驗的集成，并通過虛擬測