含孔復合材料層合板剩余強度預測方法研究.pdf

1、隨著先進復合材料越來越多地應用在航空結構上，復合材料層合結構不可避免地存在各種各樣的孔。對含孔復合材料結構和破壞規(guī)律等進行研究，具有重要的工程實際意義，而疲勞載荷作用下含孔層合板剩余強度的研究則是其中重要的研究內容之一。 本文在簡要介紹疲勞載荷下含孔層合板的剩余強度預測方法基礎上，首先建立了基于孔邊應力法的剩余強度預測方法。分析獲得了疲勞載荷作用下含孔層合板孔邊的應力分布，發(fā)展了含孔層合板的平均應力破壞準則，建立了基于孔邊應力法

2、的含孔層合板剩余強度預測模型。此模型形式簡單，易于應用。但是，模型中相關參數(shù)與鋪層方式、孔徑大小有關，需要通過試驗確定，這使得其通用性受到一定程度的限制。 為了提高對含孔層合板剩余強度的預測能力，本文進一步提出并建立了基于疲勞逐漸累積損傷理論的含孔層合板的剩余強度預測方法與技術。根據(jù)載荷及時間增量原理，推導了含孔層合板在疲勞及靜載加載條件下，考慮逐漸累積損傷的虛功方程；采用三維失效準則進行材料的損傷判定，并考慮了基體開裂、基纖剪

3、切、層間分層和纖維斷裂等七種損傷失效模式；本文分析了在縱向疲勞載荷作用下，無孔單向層合板材料性能隨疲勞循環(huán)數(shù)增加先單調遞增后遞減的變化趨勢后，引入Shokrieh的改進材料性能退化模型模擬材料的逐漸累積損傷規(guī)律，對單元的失效采用材料性能突降模型進行退化，從而建立了基于累積損傷理論的含孔層合板剩余強度預測方法。在此基礎上，以有限元軟件ANSYS為平臺，使用APDL語言編寫了含孔層合板剩余強度預測程序。該程序可以預測不同孔徑和任意鋪層的含孔