复合材料机翼下壁板开口区补强设计

摘要

由于层合板上的开口使纤维被切断，大大削弱了结构的刚度和强度，从而降低了结构的承载能力。因此，对复合材料开口层合板进行详细的分析，并采取有效的措施对其加强，显得尤为重要。
　　本文从航空结构中复合材料机翼下壁板的检查孔附近截取模型，针对开口区进行设计研究，主要包含以下几方面工作：
　　1、介绍了基于Hashin失效准则的渐进损伤分析方法，以及复合材料加筋板的后屈曲的基本概念和分析方法。
　　2、利用有限元软件ABAQUS建立复合材料加筋板开口区初始模型，采用基于Hashin失效准则的渐进损伤模型，模拟层合板的层内损伤情况，求得结构的拉伸承载能力、稳定性承载能力和压缩承载能力。
　　3、选择整体增厚、插层补强、法兰补强三套方案对开口结构进行补强设计，分别在拉伸和压缩载荷下，计算结构的承载能力，对比补强前后的计算结果。结果表明，在对复合材料机翼开口区的补强设计时，相对于整体增厚方案和法兰补强方案，插层补强方案的补强效果相对较好，且重量较轻。
　　4、对插层补强方案的铺层比例进行设计时，分析铺层比例对开口层合板插层补强力学性能的影响。提高0°铺层的比例可以增大结构的刚度，提高拉伸承载能力，改善结构性能。

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缩略词

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文的研究内容及意义

第二章 复合材料壁板开口区分析的有限元基础

2.1 Hashin失效准则

2.2 渐进损伤分析

2.3 复合材料层合板后屈曲与实现方法

2.4 拉伸载荷下开口层合板损伤失效分析

2.5 本章小结

第三章 复合材料加筋板开口结构力学分析

3.1 本文的研究对象概况

3.2 开口结构的力学分析

3.3 本章小结

第四章 加筋板开口区补强设计

4.1 整体增厚方案

4.2 插层补强方案

4.3 法兰补强方案

4.4 方案对比

4.5 本章小结

第五章 插层补强方案的参数化分析

5.1层合板铺层顺序的选取原则

5.2 不同铺层比例对结构承载能力的影响

5.3 本章小结

第六章 工作总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文