耐高溫聚酰亞胺復(fù)合材料層合板連接力學(xué)性能分析.pdf

1、隨著航空事業(yè)的發(fā)展，飛機(jī)等飛行器的飛行速度不斷提高，氣動(dòng)加熱顯著增加，因此材料的工作環(huán)境更加惡劣，對(duì)于使用材料的選取也更為嚴(yán)苛，故而耐高溫的聚酰亞胺基復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而生，擁有廣闊的使用空間。然而復(fù)合材料的大量使用又引發(fā)了新的問題。主要承力部件等多采用螺栓連接，而螺栓連接在復(fù)合材料上開孔導(dǎo)致了纖維斷裂，在加載過程中引起幾何不連續(xù)性和孔邊應(yīng)力(應(yīng)變)集中現(xiàn)象。因此，研究聚酰亞胺材料的連接對(duì)于工程實(shí)際應(yīng)用具有深遠(yuǎn)意義。
　　本研究主要內(nèi)容

2、包括：⑴介紹了耐高溫聚酰亞胺樹脂的主要制作工藝，復(fù)合材料連接失效的概念和國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀等。⑵概述了各向異性材料彈性力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，給出了正交各向異性材料計(jì)算剛度矩陣和柔度矩陣的公式。詳細(xì)歸納敘述了目前主要使用的判斷材料失效準(zhǔn)則和材料剛度退化準(zhǔn)則。概要介紹了Ansys以及Abaqus有限元求解軟件的使用模塊和使用領(lǐng)域，并進(jìn)行了比較。⑶使用Abaqus自帶Hashin準(zhǔn)則，模擬了復(fù)合材料單釘模型的失效載荷。介紹了用戶子程序USDFLD和V

3、UMAT的編寫流程，建立三維實(shí)體單元模型。分別使用三維Hashin準(zhǔn)則和三維álvaro準(zhǔn)則以及本文提出的相對(duì)應(yīng)的材料剛度衰減準(zhǔn)則，驗(yàn)證了程序的有效性。研究了幾何尺寸比W/D、E/D以及螺栓與螺栓孔的配合間隙對(duì)復(fù)合材料層合板接頭性能的作用。⑷選用VUMAT子程序?qū)?fù)合材料常溫及高溫兩種條件下的接頭進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到接頭的失效載荷的漸進(jìn)損傷圖，并進(jìn)行了比較分析?？偨Y(jié)歸納本文主要研究?jī)?nèi)容，得出結(jié)論。根據(jù)本文對(duì)耐高溫聚酰亞胺復(fù)合材料連接的研