2D紡織復(fù)合材料整體加筋壁板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究.pdf

1、先進復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代飛行器機體上的使用范圍和應(yīng)用比例，已成為衡量新型飛行器設(shè)計先進性的重要指標之一。2D紡織復(fù)合材料整體加筋壁板作為一種新穎的輕質(zhì)高效結(jié)構(gòu)，研究其穩(wěn)定性，不僅是揭示該新型結(jié)構(gòu)材料力學(xué)行為的重要研究內(nèi)容，也是評估其承載能力、確保結(jié)構(gòu)安全需亟待解決的關(guān)鍵問題之一。然而，其復(fù)雜的細觀結(jié)構(gòu)顯著增加了該類材料整體結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析的難度，現(xiàn)有研究主要集中于2D紡織復(fù)合材料的基本彈性性能預(yù)測，對關(guān)于該類材料加筋壁板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究較少

2、。因此，緊扣2D紡織復(fù)合材料整體加筋壁板宏細觀結(jié)構(gòu)特征，建立高效的跨尺度力學(xué)分析模型，探尋其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及影響規(guī)律，具有重要的學(xué)術(shù)價值和工程意義。
　　本文基于雙尺度建模思想，系統(tǒng)研究了2D紡織復(fù)合材料壁板及加筋壁板在典型載荷作用下的穩(wěn)定性。首先，細觀尺度上，基于2D紡織復(fù)合材料編織工藝，建立了2D二軸1?1和2D三軸編織復(fù)合材料的細觀單胞幾何模型，提出了胞元彈性性能分析預(yù)測模型。模型預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果吻合，證明了基于胞元預(yù)測結(jié)果表

3、征材料宏觀力學(xué)性能的有效性，并詳細分析了編織角及纖維體積含量對2D紡織復(fù)合材料彈性性能的影響。其次，宏觀尺度上，分別采用解析法和有限元方法，研究了2D二軸1?1和2D三軸編織復(fù)合材料壁板的壓、剪屈曲性能，并深入討論了維體積含量、編織角等對壁板壓、剪屈曲特性的影響規(guī)律。同時，論文重點針對兩種典型整體加筋壁板結(jié)構(gòu)，采用有限元方法系統(tǒng)研究了其軸壓屈曲和后屈曲行為。經(jīng)驗證，有限元模型預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果較為吻合，表明了所建模型的合理有效性，并系統(tǒng)