大开口复合材料层合板强度破坏研究

复合材料层合板的各向异性及非均质,使得复合材料层合板内部的破坏形式非常复杂.在复合材料结构的设计中,为满足制造及使用功能上的需求,在复合材料层合板承力结构件上不可避免地需要设计各种开口.然而,含大开口复合材料层合板的强度破坏问题变得更为复杂,使得现有的强度理论面临新的挑战.针对碳纤维增强复合材料大开口层合板受单向拉伸载荷作用下的强度破坏问题进行了数值分析和实验研究.首先,根据Hashin准则和刚度退化模型,对含不同圆形开口尺寸的[0]_(10)单向铺层、[0/90]_5和[±45]_5正交铺层的层合板,进行了单向拉伸载荷作用下渐进失效的数值模拟分析,获得了对应结构的极限载荷和破坏模式.在此基础上,采用数字图像相关方法,进行复合材料大开口层合板强度破坏的实验研究.研究结果表明,大开口复合材料层合板在单向拉伸加载下主要呈现脆性破坏形式,破坏起始位置处于应力集中区.此外,破坏强度和失效模式与复合材料铺层方式和开口尺寸大小密切相关.其中[±45]_5铺层的开口层合板承载能力最弱,分层破坏最严重.开口尺寸越大,结构的极限载荷值越低.同实验测试结果相比,数值模拟对复合材料层合板的损伤失效分析略显不足,往往很难全面分析复合材料层合板破坏失效过程中的各种因素的影响.

厚壁复合压力容器的超声无损检测软件的开发

超声无损检测方法具有缺陷定位较准确、对面积型缺陷检出率较高、灵敏度高等优势,可对较大厚度构件的内部缺陷进行无损检测。本文针对厚壁复合压力容器的超声检测方法,基于LabVIEW编程语言开发了多通道超声检测软件系统,提出了适用于超声波的时频信号处理的连续小波变换,实现了厚壁复合压力容器超声检测结果的自动化分析。

轻质点阵夹芯板热屈曲的实验研究

轻质点阵结构在高温工作环境下易产生失稳破坏，因此，研究其在热载荷条件下的稳定性是极为重要的。本文采用有限元数值计算和实验方法研究了轻质点阵夹芯板在热载荷作用下的稳定性问题。通过与点阵夹芯板的单向压力失稳形式相比较发现：点阵夹芯板的单向压力失稳和热栽荷作用失稳的形式并不完全一致；而且，面板厚度及其与夹芯杆件的粘接程度对点阵夹芯板的稳定性有着重要的影响。此外，本文针对将温度变化等效为热应力这一等效模型的适用性进行了讨论，发现等效均匀化理论只适用于面板较厚且产生整体失稳的情况。