含缺陷复合材料胶接结构的强度分析
复合材料胶接结构是现代飞机上广泛使用的一种结构形式，其强度分析是当前复合材料结构完整性评定中的核心问题之一。本文在前人的工作基础上，系统总结了复合材料胶接结构的主要形式、破坏模式、结构设计注意点等，提出了一种适用于该结构强度分析和损伤容限分析的方法。 首先，本文综述了复合材料胶接结构的理论分析方法和有限元分析方法。将胶接结构力学分析模型分为基于有限元应力分析模型、基于断裂力学模型和基于损伤力学模型三类，介绍了每种方法的基本思想、适用范围、优缺点、改进和扩展、有限元建模的实施步骤，并对模型进行了对比分析。 其次，本文发展了一种含胶层带状缺陷的复合材料单搭接接头准三维分析方法。考虑了搭接区端部胶层剪应力为零的边界条件，通过求解一系列一阶微分方程，预测接头任意点的应力状态。与有限元结果对比表明：该解析结果有较好的精度和较广的适用范围。 第三，本文探讨了含缺陷复合材料胶接接头缺陷等效方法，并且建立了有限元模型，验证了形状简化方法的可行性。在此基础上，本文建立了一种用于估算压缩载荷下含缺陷胶接结构的剩余强度、裂纹扩展速率和最大分层损伤容限的三维分析模型，对于被胶接件采用Hashin失效准则和Camanho退化方式。使用ABAQUS中基于UMAT开发了层合板压缩失效的子程序。最后本文建立了面内剪切载荷作用下，含损伤夹芯结构件的强度评估有限元分析算例和实验验证。
飞机设计;复合材料胶接结构;破坏模式;强度分析;损伤容限分析
南京航空航天大学
硕士
飞行器设计
姚卫星
2012
中文
V214.8
73
2013-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）