纤维增强复合材料界面疲劳脱粘的数值模拟（可复制毕业论文）.pdf

中文摘要亡。作为纤维复合材料重要组成部分的微结构一界面,它的抗疲劳性能直接决定攵孕陆蟹⒊隼吹囊焕嘈滦拖宋銮扛春喜牧弦幌宋δ芴荻韧坎愕母实例一碳纤维布加同的混凝土梁中部受循环集中荷载作用时钢筋/混凝土界摘要:纤维复合材料以其优越的性能在诸多领域得到日益广泛的应用,与其它工程材料不同的是,纤维复合材料界面的损伤以及界面损伤在往复荷载作用下的发展,对复合材料的宏观性能有重要的影响。工程实践表明,疲劳损伤会降低材料和结构的安全可靠度并缩短其使用寿命,甚至可能造成巨大的经济损失和人员伤材料和结构的整体宏观疲劳特性,所以界面的疲劳研究己逐渐受到研究者的关注。本文的主要研究内容包括:邢拊!⑹滴⒎钟攵狭蚜ρУ幕纠砺巯嘟岷希岢隽丝悸峭颜辰缑婺擦力衰减的数值方法,通过对通用有限元软件亩慰7ⅲ晒κ现了对纤维增强复合材料界面疲劳脱粘的数值模拟。用该数值方法不仅成功解决了利用解析方法无法解决的基体刚度不均匀哀减时纤维与基体界而的疲劳脱粘,而且对有解析解的问题,给出了解析结果与数值结果之比较,并指出了两者之间产生差别的原因。合材料,引入幂指数函数表示涂层弹性模量的梯度特性,分别对纤维/涂层和基体/涂层两种单界面疲劳脱粘问题进行了解析分析,并用数值方法验证了解析解的正确性。并由脱粘长度和随机基体裂纹问距预测了材料总体应变随荷载循环次数的变化。岢隽丝悸峭颜辰缑婺Σ亮λゼ醯南宋銮扛春喜牧系乃盐破@屠┱故方法,并模拟了纤维涂层的双界而疲劳脱粘以及基体环形裂纹和界而脱粘的同时扩展,研究了影响双裂纹疲劳扩展的材料和儿何因素。直鹧芯苛嘶炷隙橙谒鹕撕透纸罡刺跫碌慕缑嫫@屯颜场6砸桓龉こ面的疲劳脱粘问题,提出了数值模拟的方法并进行了参数影响分析研究。本文的研究为工程材料和结构的疲劳寿命预测及安全评估提供了一种有效的数值方法,也为新材料的开发和利用提供了理论基础。关键词:纤维增强复合材料;界面疲劳脱粘;功能梯度涂层:数值模拟:双裂纹;钢筋混凝士分类号:籘。
甌猠痜甀北京交通大学博士学位论文:甎瑃.,甀,.,琣盯甌瑆瓼,猽阯琣—痬,.·.·./—
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致谢本论文的工作是在导师石志飞教授的悉心指导下完成的。在四年的学习生涯中,导师在学习、生活等方面均给予了我无私的帮助与支持。在我研究课题的拟定、研究思路的启发、论文撰写等方面给予了悉心指导和热情关怀,使我从中受益匪浅,可以说本文倾注了导师大量的心血和汗水。我想最重要的是导师一直向我传授一种科研态度:在解决科学问题的每一个细节时都应该严谨,不能有半点含糊。在此谨向石老师致以最崇高的敬意和衷心的感谢在我博士阶段的学习中,北京交通大学土木建筑工程学院的于桂兰,贾影,金明,王正道,贾英杰等老师们给予了我大量的指导和帮助,使我得以顺利地完成研究工作,并使我取得了长足进步。在此一并向他们表示衷心的感谢。在研究及撰写论文期问,与土木建筑工程学院和机械与电子控制工程学院的硕士、博士研究生常常进行有益的讨论和交流,没有他们的智慧,我无法取得今天的成绩,对曾给予我帮助和关心的同学表示深深的感激之情。特别感谢在我攻读博士学位期间给予我各种帮助的朋友们。我要感谢父母多年来对我的学习和生活的支持、鼓励和理解。在我困难的时候,是他们给予了我战胜困难的信心和力量,使我得以顺利完成了学业。本文凝结了他们的教诲和温暖。
绪论课题背景及意义从远古时代,人类就认识到几种材料的结合是有益的,将枝条和胶泥复合是实际的复合工艺,并用于建造结构。,它保留了原有组分材料的优点,克服或弥补了其缺点,并可能出现一些新的性能。适当选择不同的材料组分、比例、位置和取向,合理控制界面的结构和性能,可使复合材料结构满足单一材料所无法达到的性能要求,如高比强度、高比刚度、良好的抗疲劳性能和减振性能等。在功能复合材料中则达到要求的电、光和磁等方面的性能,从而很好地满足各种特殊需要,为人们在选择和设计材料方面提供了更多的自由。日前