復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)面外靜、動力屈曲研究.pdf

1、復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)指將碳纖維的復(fù)合材料板替代金屬鋁箔粘接而成的一種具有更小密度及更大比剛度和比強度的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這種蜂窩結(jié)構(gòu)能夠解決鋁制蜂窩在長期使用過程中由于碳鋁電位不匹配引起的電化學(xué)腐蝕問題,并且具有天然環(huán)保和易回收處理的優(yōu)點,有望代替鋁制蜂窩成為航空航天領(lǐng)域的主要結(jié)構(gòu)材料。近些年來,蜂窩結(jié)構(gòu)在船舶、車輛、橋梁、建筑等領(lǐng)域也逐漸得到應(yīng)用和發(fā)展。復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)應(yīng)用于艦船甲板及上層建筑,將能夠大幅度降低整船重量,提高避險機(jī)動性。所以對這

2、種新型復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)的研究十分必要。本文主要研究復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)面外靜力、動力屈曲性能。
　　對復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)面外靜力屈曲性能研究,分別采用了理論求解和有限元仿真兩種方法。理論求解時,主要基于經(jīng)典的復(fù)合材料層合板屈曲理論,對蜂窩壁板橫向兩邊引入固支、簡支以及彈性支三種邊界約束條件,聯(lián)立屈曲微分控制方程,采用單級數(shù)法求解,無因次法討論了蜂窩結(jié)構(gòu)壁板尺寸對其臨界屈曲載荷值的影響。有限元仿真時,對蜂窩結(jié)構(gòu)的無限周期性邊界條件作了一定

3、的簡化,建立復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)的三維模型,加以合適的邊界條件進(jìn)行仿真模擬。計算了不同尺寸復(fù)合材料蜂窩的靜力屈曲臨界載荷值,系統(tǒng)討論了蜂窩材料、幾何參數(shù)及復(fù)合材料鋪層角度對靜力屈曲臨界載荷值的影響。
　　對復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)面外動力屈曲性能研究,主要采用顯示動力學(xué)分析方法進(jìn)行仿真研究。在通用有限元軟件中,對蜂窩結(jié)構(gòu)的無限周期性邊界條件作了一定的簡化,建立復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)的三維模型,加以合適的邊界條件約束,設(shè)計了上三角沖擊載荷、下三角沖擊