TOP23【毕业设计】含穿孔损伤复合材料层合板刚度降模型.doc文档免费在线阅读

纤维增强能，为基体即芯层的应变能。

是由外载荷所作的功，而且函数的定义见附录。

采用同模型中相同的步骤。

则在临界脱粘长度时，为了求单位宽度上的临界加载值，可以通过解方程得到此处，，，图夹层板内蜂窝夹心层的几何形状关于，等矩阵的定义，读者可以参考附录。

对于不同的材料本文中特指面板与芯层，在其屈曲过程中将各阶段的柔度考虑在内，本文中对的表达采取了能量释放率的平均形式。

对于定的复合材料及铺层，面板的弹性模量可以由经典层合板理论推得。

蜂窝夹心层得的影响，而不同程度地带有各种缺陷或损伤。

复合材料损伤与普通金属材料的差别主要表现在以下几方面裂纹是金属结构的主要损伤形式，而复合材料的损伤形式包括界面脱胶分层和低能量特别是低速外来物产生的研究复合材料疲劳特性问题相对要复杂得多，其差别主要来源于复合材料层合板的各向异性脆性和非匀质性，特别是层间性能远低于层内性能等特点。

另外，复合材料构件在制造加工运输过程中可能会受到外部环境等因素费力。

本文采用的是基于刚度的方法。

结构的材料分配复合材料在空客上的应用图复合材料在民用飞机上的应用复合材料的应用复合材料疲劳特性研究方法与以往研究金属材料疲劳特性问题方法有很大的差别，基于强度的模型和基于刚度的模型。

基于刚度的模型以剩余刚度作为疲劳损伤的度量，其优点是刚度可在试验过程中可连续测量，但破坏准则难以确定。

与此相反，基于强度的模型有着天然的破坏准则，但剩余强度试验既花钱又料的小型商用飞机包括有总体受力部件。

但是目前常常由于现有的疲劳寿命估算方法不够成熟而使长寿命复合材料结构设计不尽合理。

在过去年中，已提出了不少针对复合材料疲劳寿命的预测方法。

这些方法基本上可归并为指承受和传递局部气动载荷的部件或些内部结构，且主要以蜂窝结构的形式应用，而不参与飞机结构的总体受力。

如，雷达罩，整流包皮，副翼，襟翼，升降舵和方向舵等。

随着复合材料的发展，目前已研制出主要使用复合材杂复合材料在民用飞机上也都得到了应用。

复合材料在波音和空客些机型上的应用见图。

其中波音的复合材料占全部结构重量的，空客的这个数据也达到了。

但总的来说，目前大型民用飞机上采用的复合材料部件主要是种较为理想的纤维增强材料。

所以，碳纤维复合材料在民用飞机结构上也得到了广泛的应用。

芳纶性能尚佳，但在湿热环境下性能明显下降，般不用作飞机主承力结构，多与碳纤维混杂使用。

另外，复合材料发展方向之的混达罩和无线电天线罩的雷达罩就采用了玻璃纤维复合材料结构。

当然这种材料也用在民用机的其他部件上。

碳纤维复合材料的优异性能是密度低强度高和弹性模量高，并且热膨胀系数小，能耐受多种介质的腐蚀，是玻璃纤维复合材料又称玻璃钢是首先应用于飞机上的复合材料。

因为玻璃纤维增强复合材料具有较高的比强度，能为无线电波和雷达波所穿过，制造上又易于成形复杂外形轮廓。

所以，这种复合材料首先应用在飞机上制作雷用是不可能的。

纤维增强复合材料在飞机的主要结构中的应用始于年代初，随着复合材料在飞机主结构上的大量应用，以及其设计许用应变的提高，复合材料结构的疲劳成为飞机设计师迫切关心的问题之，因而受到广泛重视。

机器零件化工容器和管道电子材料原子能工程结构材料医疗器械体育用品以及食品包装等产品也离不开它。

由此可见，复合材料在国民经济中的作用十分重要，要使工业和国防现代化，没有新型的复合材料的开发和应了单常规材料的力学性能物理性能和化学性能。

并且可以解决在工程结构上采用常规材料无法解决的关键性问题。

因此，不仅飞机火箭导弹舰艇坦克和人造卫星这些军工产品离不开它，甚至连运输工具建筑材料充分的发展，复合材料不仅在宇航及航空材料中得到应用，而且在所有的工业领域中都得到广泛的应用。

同时在此阶段纤维增强塑料和纤维增强金属都得到了实用化。

复合材料可以在很大程度上改善和提高们是纤维增强塑料碳化硅纤维增强塑料氧化铝金属纤维增强塑料各种金属基陶瓷基碳基纤维增强塑料等，该时期可以看着发展的第二段。

从年至今是复合材料发展的第三阶段，先进复合材料在此时期得到不足之处。

复合材料的发展大致可以分为三个阶段。

从年到年是玻璃纤维增强塑料时代，同时还出现了硼纤维和碳纤维增强塑料，这个时期可以看着复合材料发展的第阶段。

从年到年的年里是先进复合材料相继出现的时代，它行材料的设计和制造。

可制成所需的任意形状的产品，避免多次加工。

不仅如此，它还有比强度和比模量高抗疲劳性能好减震性能好高温性能好和破损安全性好等普通金属无法比拟的特点。

但是它也具有脆性材料特性的不行材料的设计和制造。

可制成所需的任意形状的产品，避免多次加工。

不仅如此，它还有比强度和比模量高抗疲劳性能好减震性能好高温性能好和破损安全性好等普通金属无法比拟的特点。

但是它也具有脆性材料特性的不足之处。

复合材料的发展大致可以分为三个阶段。

从年到年是玻璃纤维增强塑料时代，同时还出现了硼纤维和碳纤维增强塑料，这个时期可以看着复合材料发展的第阶段。

从年到年的年里是先进复合材料相继出现的时代，它们是纤维增强塑料碳化硅纤维增强塑料氧化铝金属纤维增强塑料各种金属基陶瓷基碳基纤维增强塑料等，该时期可以看着发展的第二段。

从年至今是复合材料发展的第三阶段，先进复合材料在此时期得到充分的发展，复合材料不仅在宇航及航空材料中得到应用，而且在所有的工业领域中都得到广泛的应用。

同时在此阶段纤维增强塑料和纤维增强金属都得到了实用化。

复合材料可以在很大程度上改善和提高了单常规材料的力学性能物理性能和化学性能。

并且可以解决在工程结构上采用常规材料无法解决的关键性问题。

因此，不仅飞机火箭导弹舰艇坦克和人造卫星这些军工产品离不开它，甚至连运输工具建筑材料机器零件化工容器和管道电子材料原子能工程结构材料医疗器械体育用品以及食品包装等产品也离不开它。

由此可见，复合材料在国民经济中的作用十分重要，要使工业和国防现代化，没有新型的复合材料的开发和应用是不可能的。

纤维增强复合材料在飞机的主要结构中的应用始于年代初，随着复合材料在飞机主结构上的大量应用，以及其设计许用应变的提高，复合材料结构的疲劳成为飞机设计师迫切关心的问题之，因而受到广泛重视。

玻璃纤维复合材料又称玻璃钢是首先应用于飞机上的复合材料。

因为玻璃纤维增强复合材料具有较高的比强度，能为无线电波和雷达波所穿过，制造上又易于成形复杂外形轮廓。

所以，这种复合材料首先应用在飞机上制作雷达罩和无线电天线罩的雷达罩就采用了玻璃纤维复合材料结构。

当然这种材料也用在民用机的其他部件上。

碳纤维复合材料的优异性能是密度低强度高和弹性模量高，并且热膨胀系数小，能耐受多种介质的腐蚀，是种较为理想的纤维增强材料。

所以，碳纤维复合材料在民用飞机结构上也得到了广泛的应用。

芳纶性能尚佳，但在湿热环境下性能明显下降，般不用作飞机主承力结构，多与碳纤维混杂使用。

另外，复合材料发展方向之的混杂复合材料在民用飞机上也都得到了应用。

复合材料在波音和空客些机型上的应用见图。

其中波音的复合材料占全部结构重量的，空客的这个数据也达到了。

但总的来说，目前大型民用飞机上采用的复合材料部件主要是指承受和传递局部气动载荷的部件或些内部结构，且主要以蜂窝结构的形式应用，而不参与飞机结构的总体受力。

如，雷达罩，整流包皮，副翼，襟翼，升降舵和方向舵等。

随着复合材料的发展，目前已研制出主要使用复合材料的小型商用飞机包括有总体受力部件。

但是目前常常由于现有的疲劳寿命估算方法不够成熟而使长寿命复合材料结构设计不尽合理。

在过去年中，已提出了不少针对复合材料疲劳寿命的预测方法。

这些方法基本上可归并为基于强度的模型和基于刚度的模型。

基于刚度的模型以剩余刚度作为疲劳损伤的度量，其优点是刚度可在试验过程中可连续测量，但破坏准则难以确定。

与此相反，基于强度的模型有着天然的破坏准则，但剩余强度试验既花钱又费力。

本文采用的是基于刚度的方法。

结构的材料分配复合材料在空客上的应用图复合材料在民用飞机上的应用复合材料的应用复合材料疲劳特性研究方法与以往研究金属材料疲劳特性问题方法有很大的差别，研究复合材料疲劳特性问题相对要复杂得多，其差别主要来源于复合材料层合板的各向异性脆性和非匀质性，特别是层间性能远低于层内性能等特点。

另外，复合材料构件在制造加工运输过程中可能会受到外部环境等因素的影响，而不同程度地带有各种缺陷或损伤。

复合材料损伤与普通金属材料的差别主要表现在以下几方面裂纹是金属结构的主要损伤形式，而复合材料的损伤形式包括界面脱胶分层和低能量特别是低速外来物产生的冲击损伤。

复合材料静强度缺口敏感性远高于金属材料，这是由于金属材料般都具有屈服阶段，而复合材料往往直至破坏，其应力应变曲线仍呈现线性。

复合材料的疲劳缺口敏感性远低于金属材料，其疲劳缺口系数远小于静应力集中系数，并且在中长寿命情况下接近。

金属材料般对疲劳比较敏感，特别是含缺口结构受拉拉疲劳时，其疲劳强度会急剧下降，但复合材料般都有优良的疲劳性能，对于常用的纤维增强多向层合板，在拉拉疲劳下，它能在最大应力为极限拉伸强度的载荷下经受次循环。

在拉拉或压压疲劳下，其疲劳强度略低些，但次循环对应的疲劳强度均不低于相应静强度的。

生产和使用过程中外来物的冲击都可能引起复合材料结构内部产生大范围基体开裂和分层，其外表面往往目视不可检，但此时压缩承载能力己大幅度下降。

分层是复合材料层合板结构特有的损伤形式。

这类损伤对层合板或结构强度和刚度下降的影响是显著的。

对复合材料结构损伤主要考虑冲击损伤和分层，因此其损伤扩展性能主要是指冲击损伤和分层在疲劳载荷下的