复合材料及其胶接结构的逐渐损伤失效研究_杨银环赵伟著.pdf

哈尔滨商业大学博士科研启动基金资助项目(13DL008);哈尔滨商业大学青年创新人才培养计划资助项目(2016QN061);黑龙江省自然科学基金资助项目(E1016050)复合材料及其胶接结构的逐渐损伤失效研究杨银环赵伟著科学技术文献出版社SCIENTIFIC AND TECHNICAL DOCUMENTATION PRESS北京图书在版编目(CP)数据复合材料及其胶接结构的逐渐损伤失效研究/杨银环，赵伟著.一北京：科学技术文献出版社，2018.12ISBN978-7-5189-5080-5I.复.杨赵.复合材料一结构材料一胶接一力学性能一研究V.TB334中国版本图书馆CP数据核字(2018)第300248号复合材料及其胶接结构的逐渐损伤失效研究策划编辑：张丹责任编辑：李鑫责任校对：文浩责任出版：张志平出版者科学技术文献出版社地址北京市复兴路15号邮编100038编务部(010)58882938,58882087(传真)发行部(010)58882868,58882870(传真)邮购部(010)58882873官方网址01发行者科学技术文献出版社发行全国各地新华书店经销印刷者北京虎彩文化传播有限公司版次2018年12月第1版2018年12月第1次印刷开本71010001/16字数301千印张16.5号ISBN978-7-5189-5080-5定价68.00元版权所有违法必究购买本社图书，凡字迹不清、缺页、倒页、脱页者，本社发行部负责调换复合材料及其胶接结构的逐渐损伤失效研究的复合材料层合板的逐渐损伤过程进行数值模拟，分别采用不同的失效判断准则和材料性能退化准则的组合形式进行逐渐损伤分析，将得到的最终失效荷载与文献实验值相比较。对比发现，预报的失效荷载受选用的失效准则和退化准则组合形式的影响显著。得到了一种较好的判断准则与退化准则组合形式，它可以较准确地预报复合材料层合板在压缩荷载作用下的失效荷载。分析了层合板的逐渐损伤规律，并对数值模拟过程中存在的主要问题进行了讨论。第三，对层合板单搭胶接接头在单向拉伸荷载作用下的力学行为进行了实验研究。阐述了各种接头试验件的制备工艺过程；实验研究了不同层合板厚度、胶层含缺陷及搭接区端部有胶溢出接头的失效行为；分析了其破坏模式及失效机制，并比较了这4种接头的失效强度。第四，对层合板单搭胶接各类接头进行了强度预报、逐渐失效分析及应力分析。数值建模的基本思想：应用界面单元模拟接头的开裂，三维实体单元模拟胶层、复合材料板及Z-pis的应力场；考虑了基体拉伸破坏、纤维拉伸破坏、基体纤维剪切破坏、剥离分层、界面破坏及胶层破坏6种失效模式；采用能量失效准则判断界面元失效，应用Shokrieh等改进的三维Hashin失效准则分析层合板破坏，用最大应力准则分析胶层破坏，并采用材料性能突然退化模式。基于有限元软件ANSYS来完成数值分析，用APDL语言开发了相应的程序。建立的有限元分析模型能够有效地模拟从初始加载到最终失效过程中复合材料胶接接头的力学响应及损伤的萌生与扩展。将数值与实验结果进行了对比，验证了模型的有效性。分析了胶层中面及界面的应力分布，研究了参数（层合板厚度、搭接长度、胶层厚度、层合板铺设方式、缺陷及溢出胶)对沿胶层中面及界面中心线的剪应力和剥离应力的影响，并模拟了搭接区层合板各层间剪应力及剥离应力的分布。第五，对Z-pis增强复合材料单搭胶接接头在单向拉伸荷载作用2