复合材料层合板疲劳累积损伤分析研究

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1、＇犬？大爱ｉｔ嫂ＤＡＬＩＶＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＡＮＵＮＥＲＳｆｉ面士字位记文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＿复合材料层合板疲劳累积损伤分析研究工程力学学科专业作去姊刘亚洋白瑞祥副教授指导教师—一答辩日期２０１５年６月硕士学位论文复合材料层合板疲劳累积损伤分析研究ＴｈｅＳｔｕｄｙｏｎＰｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅＦａｔｉｇｕｅＤａｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＬａｍｉｎａｔ

2、ｅｓ作者姓名：刘亚沣学科、专业：工程力学学号：２１２０３１２０指导教师：白瑞祥完成日期：２０１５年０５月大遠理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工

3、作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。、－ｆｅＭ＾＞７学位论文题目：令材叔洛赛ｆ私科＾作者签名；会日期：年月日坤大连理工大学硕士学位论文摘要纤维增强树脂基复合材料（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ，简称ＦＲＰ）具有比强度高、比刚度大、材料各向异性、抗疲劳性能佳以及成型工艺好等优点，己被广泛应用于飞机和宇航飞行器上。因为飞机所受载荷为循环变载荷，结构件的破坏形式多为疲劳

4、破坏，然而考虑到复合材料疲劳机理的复杂性，复合材料结构件经常釆用静强度设计覆盖疲劳设计一，这影响了其减重性能的发挥。为了飞机性能的提高，需要进步发挥复合材料的功效。因此，深入研宄ＦＲＰ的疲劳损伤和寿命设计，具有重要的工程价值和理论意义。本文基于ＡＢＡＱＵＳ软件平台进行二次开发，编写子程序实现ＦＲＰ三维疲劳累积损ａｓｈ－伤分析功能。对建立的模型进行模块化设计，选定包含分层失效模式的ＨｉｎＹｅ失效准则对单元进行失效判断一剩余强度关联模型和Ｃａｍａｎｈｏ材料退化模，采用剩余

5、刚度型对疲劳过程中的单元进行材料性能折减，利用疲劳损伤等效累积，建立起疲劳累积损伤的有限元分析流程。利用算例中的玻璃纤维增强复合材料（ＧｌａｓｓＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ，简称ＧＦＲＰ）－的疲劳试验结果－，拟合ＳＮ曲线和剩余刚度剩余强度关联模型参数。将数据代入本文模型，对六种不同铺层形式的层合板进行了疲劳寿命和剩余刚度的预测，并与试验值进行了对比。结果表明，本文模型能较好地预测除准各向同性层合板以外的层合板的疲劳行为。本项研究得到国家９７３课题

6、（２０１４ＣＢ０４６５０６）的资助。关键词：复合材料；疲劳累积损伤；有限元分析－－Ｉ复合材料层合板疲劳累积损伤分析研究ＴｈｅＳｔｕｄｙｏｎＰｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅＦａｔｉｇｕｅＤａｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＬａｍｉｎａｔｅｓＡｂｓｔｒａｃｔＡｄｖａｎｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｅｒｏｓｐａｃｅｆｉｅｌｄｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｆｉｎｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｕｃｈａｓｈｉ

7、ｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｔｉｆｉｉｅｓｓ，ｍａｔｅｒｉａｌａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ，ｇｏｏｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｆａｔｉｇｕｅａｎｄｇｏｏｄｍｏｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｃｔ．Ｗｈｉｌｅ，ｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔａｌｗａｙｓｓｕｆｆｅｒｃｈａｎｇｉｎｇｌｏａｄ，ｓｏｔｈｅｍａｉｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＇ｆｏｒｍｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒｉｎｒａｃｔｉｃｅｔｈｅｆａｔｉｕｅｄ

8、ａｍａｅｄｏｅｓｎｔ，ｐｇｇｏｃｃｕｒｅｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂｅｃａｕｓｅｗｅｏｆｔｅｎｕｓｅｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｔｈｄｅｓｉｎｔｏｃｏｖｅｒｆａｔｉｕｅ，ｇｇｇｄｅｓｉｇｎｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆａｔｉｇｕｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｔａｋｅｆｕｌｌａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉｎｗｅｉｇｈｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄ