胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)蜂窩鋁芯力學(xué)性能的影響研究.pdf

1、作為一種高強(qiáng)度輕質(zhì)工程材料,蜂窩鋁芯夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料以其密度小、比強(qiáng)度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于航空航天、交通等各個(gè)領(lǐng)域。近年來,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片材料的要求越來越高。目前普遍采用的風(fēng)力機(jī)葉片材料除玻璃纖維和碳纖維復(fù)合材料外,蜂窩鋁芯夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、便宜、可回收利用等優(yōu)點(diǎn),是一種理想的綠色輕量化風(fēng)力機(jī)葉片材料。由于實(shí)際工程應(yīng)用中的蜂窩鋁芯并不是完美的正六邊形,且蜂窩鋁芯的宏觀力學(xué)性能受其微觀結(jié)構(gòu)的影響,因此

2、,本文主要研究了微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)蜂窩鋁芯力學(xué)性能的影響。
　　基于有限元法相結(jié)合的均勻化理論,采用ANSYS APDL參數(shù)化建模方法,建立了不同胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)(高長(zhǎng)比、厚長(zhǎng)比及胞壁夾角)下非規(guī)則雙壁厚蜂窩鋁芯的細(xì)觀力學(xué)模型,并采用MATLAB語(yǔ)言編寫了計(jì)算蜂窩鋁芯宏觀等效特征參數(shù)的均勻化有限元程序,計(jì)算了不同高長(zhǎng)比、不同厚長(zhǎng)比及不同胞壁夾角下蜂窩鋁芯的宏觀等效特征參數(shù),預(yù)測(cè)了胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)蜂窩鋁芯宏觀等效特征參數(shù)及材料效率的影響規(guī)律。

3、
　　在胞壁中加入彈性增強(qiáng)顆?？蛇M(jìn)一步提高蜂窩鋁芯的綜合力學(xué)性能。本文利用二次均勻化方法對(duì)胞壁中含有彈性增強(qiáng)相的蜂窩鋁芯的力學(xué)性能進(jìn)行了數(shù)值研究。利用MATLAB語(yǔ)言編寫二次均勻化有限元程序,分析了增強(qiáng)顆粒的性能、截面形狀和體積分?jǐn)?shù)對(duì)增強(qiáng)蜂窩鋁芯等效彈性常數(shù)的影響規(guī)律。
　　利用ANSYS軟件,模擬計(jì)算了不同高長(zhǎng)比、不同厚長(zhǎng)比及不同胞壁夾角下非規(guī)則雙壁厚蜂窩鋁芯的應(yīng)力強(qiáng)度,得到了胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)蜂窩鋁芯應(yīng)力強(qiáng)度的影響規(guī)律。