复合材料层合板胶接修理强度研究

摘要

胶接修理克服了机械连接修理的诸多缺点，成为复合材料修理的主要研究方向。本文以贴补修理方法和挖补修理方法为研究对象，分别建立三维胶接修理渐进损伤分析模型，对修补结构的损伤扩展及极限载荷进行了分析研究。具体工作包括以下几个方面：
　　1.基于渐进损伤分析方法，以ABAQUS软件为平台，通过编写用户材料子程序，将材料的本构方程、损伤起始准则及材料性能退化方法统一到有限元求解过程中，其中复合材料采用三维Hashin准则作为损伤起始判据，性能退化采用系数折减方法；胶层采用双线性本构模型，分别以二次应力准则和B-K准则作为损伤起始及扩展准则，在分析过程中同时考虑到胶层损伤、复合材料损伤以及两者之间的耦合；
　　2.建立了贴补修理和挖补修理的三维渐进损伤分析模型，研究了修补结构的承载能力和损伤演化过程，并与文献试验数据进行对比，验证了数值计算模型的有效性。在此基础上探讨了贴补修理和挖补修理的关键参数对修补结构承载能力的影响。
　　3.参照贴补修理和挖补修理的参数分析，对某型无人机加筋壁板蒙皮损伤进行了修理方案设计与分析，并研究了修理后结构的最终损伤形式和极限强度，验证了修理方案的有效性。

目录

声明

注释表

第一章 绪 论

1.1复合材料发展概况

1.2复合材料修理技术的发展

1.3复合材料胶接修理研究的发展

1.4本文的研究工作

第二章 复合材料胶接修理的分析方法

2.1引言

2.2复合材料渐进损伤分析模型

2.3基于粘聚区模型的胶层失效模型

2.4应力求解过程以及UMAT实现

2.5本章小结

第三章 复合材料层合板贴补修理拉伸性能分析

3.1引言

3.2损伤过程分析

3.3参数分析

3.4本章小结

第四章 复合材料层合板挖补修理拉伸性能分析

4.1引言

4.2分析模型

4.3有限元模型及边界条件

4.4层合板挖补单向拉伸计算结果分析讨论

4.5本章小结

第五章 某型飞机机翼壁板修理方案设计与分析

5.1引言

5.2加筋板修理方案分析

5.3壁板结构损伤修理分析

5.4上壁板蒙皮损伤贴补修理方案分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

在校期间的研究成果及发表的学术论文