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碳纤维复合材料机械连接处的力学分析与可靠性分析开题报告

 2020-04-21 16:05:05  

1. 研究目的与意义(文献综述)


1.1选题目的及意义

近些年来,随着新型材料的不断开发与运用,各种各样的新型材料开始登上生产制造业的舞台。碳纤维增强复合材料因为其具有的轻质、高比模量、高比强度、抗热冲击性强、耐高温、耐腐蚀和优异的可设计性等优良性能,已经在航空航天、汽车工业、风力发电和体育休闲器械等领域有非常广泛的应用。比如波音787复合材料用量超过50%,使得波音787机身重量较轻,在发动机的叶片、发动机罩方面也应用到了碳纤维复合材料,这种设计让该飞机更省燃油,也节省了后期的维护费用。另外,现在我国对碳纤维的需求主要集中在体育休闲器械方面,比如碳纤维自行车之类的东西,在航空领域的运用还有待改善。随着技术的不断发展,航空行业对于碳纤维的需求量也出现逐步增长的态势,预计到2020年,航空航天和汽车工业将各自消费30%的碳纤维产量,而风机叶片是碳纤维未来的主要应用领域。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容:对碳纤维材料连接处的力学模型进行构建,然后根据构建的力学模型进行相应分析,然后在力学分析的基础上,进行相应的可靠性分析,给出总体分析方案。

目标:通过综合分析与数值模拟,得出多种情况下的螺栓连接处的力学模型以及可靠性分析结果。

拟采用的技术方案及措施:首先,查阅相关资料,了解碳纤维复合材料的结构特点,然后查阅碳纤维复合材料连接使用的常用方式。根据文献查阅基本确定连接结构处的力学模型,对某一种特定的碳纤维复合材料进行分析,然后使用有限元分析软件进行数值仿真,进行模拟拉伸试验以及模拟疲劳试验,得出连接处的力学特性。根据以上分析结果,进行数理统计与可靠性分析,最后得出分析结果,完成题目。

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3. 研究计划与安排

第1-4周:查阅中英文文献资料,明确研究目的和意义,学习相关理论和方法,确定研究内容和技术路线,完成开题报告和外文翻译。

第5-7周:收集碳纤维复合材料相关数据和详细信息,进而完成论文初步设计工作。

第8-12周:完成论文详细设计工作,撰写毕业论文初稿。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 杨筵东. 碳纤维复合材料典型连接结构力学性能分析[d].哈尔滨工业大学,2016.

[2] 杜善义. 先进复合材料与航空航天[j]. 复合材料学报, 2007,24(1):1-12.

[3] jianyu zhang , fengrui liu, libin zhao, binjun fei. anovel characteristic curve for failure prediction of multi-bolt compositejoints [j]. composite structures,2014,108(1):129-136.

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