含缺口复合材料层合板疲劳刚度退化分析

摘要

系统地综述和评价了纤维增强树脂基复合材料(即:FRP材料)疲劳刚度退化的模型.这些模型大都系统分析了基体的横向开裂,而涉及到纤维随机断裂的却甚少.纤维的随机断裂通常在层合板的疲劳寿命中中有很大的比例.该文以串并联模型为基础,对纤维断裂对层合板刚度退化的影响进行了初步探索,并将之用到对层合板疲劳损伤的定量描述中.详细地讨论了疲劳损伤的描述,给出了其粉解法的表达式、计算步骤和流程.作为对该文提出的描述纤给断裂的刚度退化模型的定性验证,该文还对工程上应用颇广的含中心圆孔型层合板的疲劳损伤扩展做了数值模拟.

目录

文摘

英文文摘

第一章纤维复合材料疲劳剩余刚度研究进展

1.1剩余刚度的优越性

1.2理论模型

1.2.1剪切之后模型

1.2.2损伤力学模型

1.2.3弹性力学模型

1.2.4有限元素法

1.3半经验模型

1.4经验模型

1.5含中心孔层合板的研究现状

1.6本文的研究工作和研究方法

参考文献

第二章基体开裂对层合板刚度的影响

2.1层合板理论

2.1.1单向铺层板的应力-应变关系

2.1.2层合板的本构方程

2.2关于剪切滞后模型和损伤力学模型的讨论

2.3断裂力学方法

2.3.1描述基体开裂的损伤量的定义

2.3.2裂纹对层合板剩余刚度的影响

2.4算例分析

参考文献

第三章纤维断裂和层合板刚度退化间的关系

3.1纤维损伤机理

3.2纤维断裂分析模型

3.2.1纵向模量E1的退化

3.2.2泊松比v21的减缩率

3.2.3纤维断裂引起的横向模量E2的退化

3.2.4剪切模量G12的退化

3.3损伤量的定义

参考文献

第四章疲劳损伤的扩展

4.1疲劳损伤的描述

4.2疲劳损伤的扩展

4.2.1 DⅠ的描述

4.2.2 DⅡ的描述

4.2.3 D的描述

4.3 D的数值解法

4.4[0m/θn]s型层合板的刚度退化

4.5算例分析

参考文献

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢