基于结构损伤分析的夹心复合材料连接结构成型过程在线监测技术研究开题报告
2020-11-13 21:37:12
1. 研究目的与意义(文献综述)
纤维增强复合材料具有优异的耐海水腐蚀特性,且比强度高,比模量高,目前已被广泛应用于航空,航天,船舶工程结构中。由于复合材料结构具有优异的可设计性和易于成型的特点,使得其成为未来舰船结构设计的重要发展方向。
复合材料夹层结构具有较高的抗弯刚度,可以在最小质量下达到刚性结构件的要求。在20世纪末期美国空军启动的抗变换稳定性复合材料夹层结构计划中,f22飞机机身段的框,蒙皮和进气管道都采用了夹层结构。夹层结构与其它结构的连接强度不足是限制夹层结构广泛应用的重要原因,所以夹层结构的连接问题成为近年来国外研究的热点。
t型接头作为夹层结构与其它结构连接最普遍的连接形式之一,对它连接方式的研究是国内外学者研究的重点。khalili利用数值模拟的方法研究了在拉伸力的作用下,不同大小的填充底角对t型胶接接头的夹层结构力学性能的影响,发现45°底角是最优的夹层结构设计;白江波等对rtm成型复合材料t型接头的工艺参数进行优化,并开展了拉伸力学性能试验研究;stikler对夹层结构t型连接构件进行了横向缝合,利用线弹性有限元模型与试验结合分析了夹层结构在受到弯矩和张力作用下的破坏模式和极限承载力,发现构件在初始失效后有明显的额外承载力。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 研究的基本内容
(1)借助有限元软件对夹心复合材料典型连接结构(比如t型)在一定载荷下的损伤形式,损伤部位进行分析。
(2)根据上述分析结果,在连接结构易产生损伤区域埋置fbg传感器,用于成型过程的在线监测和服务于成型后结构件的破坏性测试以及长期性能监测。
3. 研究计划与安排
1. 第1-3周,查阅不少于15篇的相关资料,其中英文文献不少于3篇,完成开题报告。完成不少于5000字的英文文献翻译。
2. 第4-7周,熟悉复合材料损伤分析方法。
3. 第7-9周,熟悉复合材料成型工艺,熟悉fbg传感原理及应用,制备试样。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 周松. 复合材料螺栓连接渐进损伤的实验及数值分析 博士. 哈尔滨工程大学, 2013.
[2] 刘坤良. 复合材料连接结构强度研究与失效分析 硕士. 郑州大学, 2014.
[3] 唐玉玲. 碳纤维复合材料连接结构的失效强度及主要影响因素分析 博士. 哈尔滨工业大学, 2015.