复合材料的强度分析课件.ppt

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1、强度组培训系列之复合材料强度分析之有限元分析有限元材料数据库的建立飞机有限元编号系统复合材料的强度分析---有限元分析方法强度组：王子午2007-10-23复合材料初步认识什么是复合材料复合材料在航空领域的应用现阶段我们复合材料应用的研究状态我们怎么样应对复合材料的发展趋势复合材料的有限元分析初步（核心内容）什么是复合材料复合材料定义复合材料组成部分复合材料分类航空上一般都用什么复合材料什么是复合材料复合材料的定义是由两种或者两种以上的不同性质的材料用物理和化学方法在宏观尺度上组成的具有新性能的材料复合材料的组成部分复合材料由基体和增强材料两种组分组成基体一般由树脂，金属，

2、非金属材料充当国内的：３２１８中温固化环氧树脂国外的：９３４环氧树脂双马来酰亚胺树脂等增强材料一般采用各种纤维或者颗粒材料芳纶碳纤维硼纤维玻璃纤维等复合材料分类一般按照复合材料中增强材料几何形状可分为三类颗粒复合材料，由颗粒增强材料和基体组成钢筋混泥土材料纤维增强复合材料，由纤维和基体组成碳纤维或者芳纶纤维的织物层合复合材料（包括混杂复合），由多种片状材料层合而组成ＧＬＡＲＥ（glassreinforced）ＡＲＡＬＬ（芳族聚酰胺和铝）纤维复合材料的层压板（纤维单向带或者织物热压）GLARE层压板的组成航空领域用一般复合材料根据以往飞机和新研发出来的飞机复合材料看（这里只列

3、举通用飞机）纤维复合材料（玻璃纤维，碳纤维，芳纶纤维）混杂复合材料（ＧＬＡＲＥ，ＡＲＡＬＬ）复合材料发展趋势现在复合材料在民用航空上的发展趋势明朗起来应该可以断言复合材料是未来飞机材料的主流特别是复合材料在Ｂ７８７上的成功应用以及空客对Ｂ７８７的成功的反映很好的说明了复合材料在飞机设计师心目中的地位复合材料在航空领域的应用C现阶段我们复合材料应用开发状态由于我们才成立研发机构还没有这方面的设计经验由于复合材料在航空上的应用历史还不长，投入相对较大，各公司的技术封锁，我们现在对复合材料的应用设计可以说是零水平阶段．为了应对复合材料的发展态势，现在我们已经成立专门的复合材料小组

4、进行该项技术的攻关．但是复合材料的强度以及损伤性能是有别于传统的金属材料的，这要求我们强度组花大力气致力于复合材料在航空应用方面的强度分析探索．应对复合材料发展趋势面对飞机设计材料在传统金属材料上的显著变化和现今我们的复合材料应用研究水平以既复合材料开发态势，我们应该怎么样在我们这样的技术资源环境下进行复合材料的利用研究呢？我们强度人员又应该干什么呢？我们的困境：我们大部分人没有涉及到复合材料的学习和强度分析，更没有复合材料设计与分析上的经验．我们现在也缺乏有经验的专家来给我们手把手的指导．而起复合材料的应用是一个系统的工程，是设计，分析，制造联系相当紧密的一种材料，这增加

5、了复合材料应用研究的难度系数．是的，我们现在面临很大的困难，特别是项目的继续深入发展，要求我们尽快成长为一个能参与飞机强度设计的人才．应对复合材料发展趋势我们应该怎么做呢？首先，我们必须从基础入手，学习传统静强度分析的所有方法,＜复合材料力学＞，＜复合材料设计手册＞，＜复合材料实验手册＞，适航法规关于复合材料应用的相关规定，深入的了解复合材料这个体系的相关专业知识，甚至有必要达到精通．其次，不断开展调研，借鉴其他研究机构现有研究成果，尽快的对复合材料在航空领域的应用有总体的，生动的把握．然后是，相关复合材料的制造工艺体系的了解和熟悉，因为复合材料的制造工艺在很大的程度上影响

6、复合材料的力学性能．然后是正式的参与项目，在项目中不断的学习和提高，成为一个合格的，优秀的复合材料飞机设计员以及强度分析人员．最后当然是灌注大量的精力在复合材料的应用研究和分析上，来完成上述列举的工作．复合材料有限元分析初步与复合材料分析相关的力学知识和有限分析方法2007-10-23复合材料有限元分析初步复合材料力学的基本知识单层复合材料的宏观力学分析复合材料的失效准则层合板的宏观力学分析复合材料有限元分析一般复合材料的有限元分析层合板的有限元分析复合材料力学研究什么呢复合材料是研究复合材料力学行为的学科复合材料具有优秀的力学性能，这些性能在现在的航空航天和汽车制造领域具

7、有很高的应用价值.有哪些优秀的品质呢？比强度（强度／重量）和比刚度（模量／重量）高疲劳性能高减振性能好高，低温性能好和膨胀系数小破损安全性能好可设计性能好等各向异性材料与同性材料由此可以看到各向异性材料具有耦合现象,然而各向同性材料没有耦合现象单层复合材料的宏观力学分析各向异性的、全不对称材料——21个常数单层复合材料的宏观力学分析正交平面应力状态下复合材料的应力－应变关系１２单层复合材料宏观力学分析工程折减刚度矩阵单层复合材料宏观力学分析正交材料的刚度参量平面应力问题中正交各向异性单层材料的刚度矩阵和柔度矩阵只有