《含缺陷自動鋪絲複合材料構件的損傷失效機理研究》是依託大連理工大學,由白瑞祥擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：含缺陷自動鋪絲複合材料構件的損傷失效機理研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：白瑞祥
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬對含缺陷自動鋪絲複合材料構件的損傷失效機理和承載能力開展研究，針對含間隙、重疊、間隙/重疊、扭曲波紋四種典型纖維鋪放缺陷，開展複合材料板殼的損傷演化行為的實驗研究；發展典型缺陷相應的損傷斷裂力學理論，建立適用的損傷分析模型來分析其損傷演變規律和失效行為；發展變角度鋪設、變剛度層合結構的剛度計算理論，提出相應的有限元分析方法；針對預設不同鋪放缺陷形式的加筋板殼結構，開展其屈曲和後屈曲過程中的損傷失效行為和承載能力研究，為含缺陷自動鋪絲複合材料構件的力學性能評估提供分析工具。
結題摘要
自動鋪絲技術在複雜大曲率複合材料構件的成型方面表現出了強大的優勢，為幾何形狀複雜的複合材料層合結構的製備提供了極大的靈活性。此外，通過曲線路徑的鋪設可以製造變剛度層合結構，從而充分利用複合材料各向異性材料特徵，使材料分配更利於結構承載方向。採用自動鋪絲技術整體製造複合材料機身無論從機身整體性能還是從材料製造技術層面來看均具有突出的優勢，可能成為複合材料機身技術的一種標準。在我國大飛機工程已全面開展的背景下，發展和套用自動鋪放成型技術來提高複合材料製造水平、提高效率和降低成本已是大勢所趨。自動鋪放技術的最終產品具有力學的不確定性，而這種力學性能的不確定性導致了纖維缺陷，含有初始缺陷的產品服役過程中在靜/動載荷作用下損傷可能會出現擴展甚至導致結構的早期失效。直面時間和成本問題，儘快發展一套針對此類結構的力學性能評估和承載能力預測的理論方法和數值計算工具具有重要科學意義和工程價值。本項研究針對此項重大需求，開展了基於自動鋪絲技術含工藝缺陷複合材料構件的力學性能評估和相應的結構損傷演化、破壞機制和承載能力預測方面的理論和仿真方法工作，開發了計算評估軟體，為自動鋪絲工藝技術的研究和套用建立了技術儲備。
