复合材料泡沫夹芯板预埋螺栓连接拉脱破坏的研究

摘要

复合材料泡沫夹芯板由纤维增强复合材料面板和轻质的泡沫芯子组成，具有轻质、隔热、隔音、减振、吸能等性能，已广泛应用于航空航天、船舶制造、高速列车制造、风力发电机叶片等高技术领域。在能够满足强度和刚度的条件下，使用这种夹芯材料后结构的减重性能明显提高，同时还能减小噪声和振动产生的危害。复合材料泡沫夹芯板已成功应用于飞机腹板、机翼等各类飞行器部件以及舰船地板和舱室等结构部件。
　　本文通过对复合材料泡沫夹芯板的面板进行拉伸试验以及对复合材料泡沫夹芯板预埋螺栓连接进行拉脱试验和数值分析，开展了对不同纤维增强的复合材料面板和复合材料泡沫夹芯板预埋螺栓连接接头损伤破坏的研究。本文主要研究内容如下：
　　1.基于VARI工艺制备不同纤维增强的复合材料面板，研究了VARI工艺流程中的关键点，为复合材料泡沫夹芯板共固化成型制备提供了参考。
　　2.对复合材料泡沫夹芯板的面板进行拉伸试验，研究不同纤维增强复合材料面板的拉伸强度和拉伸刚度，以及加载应变率对纤维增强复合材料面板的拉伸弹性模量和拉伸强度的影响，分析复合材料在拉伸载荷下的破坏模式。
　　3.对玻璃纤维增强复合材料面板进行拉伸破坏的数值模拟，研究基体和纤维的渐进损伤形式。对带孔玻璃纤维增强复合材料面板进行拉伸破坏的数值模拟，分析其在相同的位移载荷下，孔径对玻璃纤维增强复合材料面板损伤的影响。
　　4.对复合材料泡沫夹芯板预埋螺栓连接接头进行拉脱试验，研究接头在拉伸载荷下的破坏模式及失效载荷。对复合材料泡沫夹芯板预埋螺栓连接拉脱破坏进行数值分析，研究连接接头内部泡沫破坏、胶层损伤的变化，以及预埋件结构参数对复合材料泡沫夹芯板预埋螺栓连接接头强度的影响，并对连接接头结构参数的优化提出建议。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要内容

第2章 复合材料泡沫夹芯板相关理论

2.1 引言

2.2 夹芯结构基本理论

2.3 复合材料失效理论

2.4 泡沫材料失效理论

2.5 胶层脱粘失效理论

2.6 本章小结

第3章 复合材料面板在拉伸载荷下损伤破坏的研究

3.1 引言

3.2 基于VARI工艺的复合材料面板制备

3.3 复合材料面板拉伸试验研究

3.4 拉伸载荷下开孔复合材料面板损伤的预测分析

3.5 本章小结

第4章 泡沫夹芯板局部连接拉脱破坏的研究

4.1 引言

4.2 泡沫夹芯板预埋螺栓连接拉脱破坏试验研究

4.3 泡沫夹芯板预埋螺栓连接拉脱破坏数值分析及参数优化

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢