纏繞複合材料殼體低速衝擊損傷與評估

內容簡介

　　《纏繞複合材料殼體低速衝擊損傷與評估》以纏繞複合材料典型結構為研究對象，針對其在低速衝擊條件下的損傷和結構完整性問題，採用試驗、理論建模和仿真模擬等方法，開展了較為系統的研究和闡述。首先對纏繞複合材料殼體力學分析方法、低速衝擊損傷以及損傷後剩餘強度的研究現狀進行了綜述，然後對纏繞複合材料製作工藝與細觀力學特性進行了分析，並據此構建了界面損傷模型和纖維交疊區域剛度解析計算模型，給出了適用於纏繞複合材料結構特點的力學性能試驗方法。在此基礎上，基於連續介質損傷力學，構建了纏繞複合材料漸進損傷模型，發展了三維Hashin失效準則，建立了纏繞複合材料殼體低速衝擊有限元模型，對纏繞複合材料殼體低速衝擊過程進行了仿真研究。同時，闡述了纏繞複合材料殼體低速衝擊試驗情況，系統開展了纏繞複合材料殼體、纏繞複合材料平板、複合材料層合板三類結構的低速落錘衝擊試驗及衝擊後損傷檢測試驗，通過對比分析給出纏繞複合材料結構的低速衝擊損傷特性，研究了纏繞複合材料殼體在不同衝擊能量、不同衝擊部位下的衝擊回響規律，並將試驗結果與上述仿真結果進行對比，驗證了仿真模型的有效性。基於驗證有效的仿真模型，採用預定義場變數方法，構建了低速衝擊與衝擊後剩餘強度的一體化數值仿真模型，並採用水壓爆破試驗進行了驗證，然後採用該模型研究了不同因素對複合材料殼體衝擊後剩餘強度的影響規律。最後，採用結構可靠性評估思想，基於最終層失效，建立了機率漸進失效可靠性評估模型，並利用典型結構件和固體火箭發動機複合材料殼體對模型進行了驗證。

圖書目錄

第1章緒論

1．1 纏繞複合材料殼體力學性能分析方法研究現狀

1．1．1 細觀力學分析方法

1．1．2 巨觀力學分析方法

1．2 纏繞複合材料低速衝擊問題研究現狀

1．2．1 低速衝擊回響規律與損傷機理研究

1．2．2 低速衝擊損傷影響因素研究

1．2．3 低速衝擊損傷數值仿真預測方法研究

1．3 含損傷複合材料結構剩餘強度研究現狀

1．3．1 巨觀唯象法

1．3．2 基於模型的方法

1．4 複合材料結構可靠性研究現狀

第2章纏繞複合材料工藝與細觀特性分析

2．1 纏繞複合材料殼體製作工藝分析

2．2 纏繞複合材料細觀特性分析

2．2．1 纏繞複合材料特徵單元

2．2．2 交疊區域纖維體積分數分布規律

2．2．3 不同坐標系的轉換關係

2．2．4 彈性常數分布規律分析

第3章複合材料單向力學性能模型

3．1 複合材料彈性力學本構方程

3．2 單向複合材料細觀力學

3．2．1 均質化方法

3．2．2 單向複合材料彈性係數計算

3．3 複合材料界面損傷模型

3．3．1 界面單元幾何結構

3．3．2 界面單元本構關係

纏繞複合材料殼體低速衝擊損傷與評估

基本介紹

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