一、多向复合材料层板弹性模量的计算（论文文献综述）
申川川[1]（2021）在《纤维增强复合板缺陷响应特征及其在光-力学检测中的应用》文中认为纤维增强树脂基复合材料已广泛应用于航空航天、轨道交通、能源等领域。在制造及服役过程中,由于环境温湿度、纤维预应力、固化温度等因素影响,会使得复合材料内部产生纤维褶皱、界面弱粘结、分层等随机缺陷,这些随机缺陷会降低复合材料结构强度以及承载能力,因此开展复合材料缺陷检测以及评价是其制造和服役环节的重要内容。光学非接触检测技术是一种涉及材料学、力学、光学等多领域、多学科的交叉技术,目前在应用该技术时存在缺乏理论指导、过度依赖经验、难以解释特殊检测结果等问题。如何设计有效的检测方案使得不同类型缺陷可以通过可靠的光学测量方法检测出来,就需要从力学角度出发预测含缺陷结构的力学行为。本文开展了纤维增强复合材料板褶皱及弱粘结缺陷响应特征及其在光-力学检测中的应用研究,主要研究内容和结论如下:（1）分别基于两步均匀化技术和渐近均匀化方法建立了纤维褶皱及弱粘结缺陷细观力学模型,进而通过开发有限元计算程序实现了两类缺陷力学模型的有限元算法植入。研究表明:褶皱缺陷会造成纤维方向等效弹性模量减小,并使得铺层厚度方向的等效弹性模量增加;弱粘结缺陷会弱化所有方向的材料刚度系数,且随着界面结合强度的降低,Ex降低幅度有限,而Ez会降低至0。（2）建立了考虑缺陷严重程度不均匀性及其空间随机分布的复合材料结构力学响应测试方法,预测了含随机褶皱或弱粘结缺陷纤维增强复合板的力学响应行为,缺陷在不同加载方式下的特征响应为开展复合材料缺陷光-力学检测提供了理论指导,包括加载方式、载荷大小、测量方式以及测量值的预估计等。由于计及了不均匀缺陷的随机分布,程序多次运行后可在缺陷参数和构件响应之间建立量化关系,为考虑缺陷分散性的复合材料结构设计提供理论基础。（3）基于缺陷的特征响应建立了复合板褶皱及脱粘缺陷光-力学检测方案,提出了基于数字光栅投影测量技术获取离面位移的三维点云重构算法。研究表明:在微小拉伸载荷下,数字光栅投影测量技术能够很好地捕捉褶皱或脱粘缺陷引起的层合板离面位移突变现象,并可依据位移场的分布情况判断缺陷的不均匀分布以及严重程度。由于采用三维点云重构算法来处理点云数据,该方法可减小物体表面质量及刚体位移对测量结果的影响,具有全场检测、测量信息丰富、测量精度较高等优点。
赵婕[2]（2021）在《高度非线性孤立波与损伤复合材料板的耦合作用研究》文中研究说明孤立波作为一种良好的信息载体,在无损检测领域拥有广阔的应用前景。本文基于一维颗粒链中的高度非线性孤立波与损伤复合材料板的耦合作用,探究损伤复合材料板的特征参数对回弹孤立波的影响,通过分析孤立波在待测结构表面的反射特性以达到无损检测的目的,具体研究内容如下:（1）研究颗粒链与复合材料层合板的耦合作用:基于Hertz接触定律得到相邻颗粒之间接触力和压缩量的关系,利用经典牛顿定律推导得到了一维均质颗粒链和复合颗粒链的运动微分方程。基于复合材料的压痕定律和经典层合板理论,得到复合材料层合板的运动微分方程,构建一维颗粒链与复合材料层合板耦合作用的微分方程组。（2）建立复合材料板的基体开裂损伤模型:基于Talreja张量内变量损伤模型,建立了具有基体开裂的复合材料层合板的损伤本构关系,得到了一维颗粒链与基体开裂复合材料层合板的耦合微分方程组。通过四阶Runge-Kutta法求解微分方程组,改变板厚和损伤量等参数,分析了信息颗粒（第13颗粒）的速度、内力及各颗粒位移曲线的变化规律,得到了均质颗粒链和复合颗粒链中回弹孤立波在不同材质的损伤复合材料层合板表面上的反射特性。（3）建立复合材料板的纤维断裂损伤模型:基于纤维断裂后复合材料板各向刚度退化的细观力学模型,得到了一维颗粒链与纤维断裂复合材料单向层板的耦合微分方程组,采用四阶Runge-Kutta法进行数值求解,探究了板厚、损伤量和纤维体积分数对均质颗粒链和复合颗粒链中回弹孤立波的影响,改变颗粒链的放置方式,分析了重力对回弹孤立波的影响。本文的研究结果为利用高度非线性孤立波识别复合材料板的损伤类型和损伤程度提供了理论基础,对完善孤立波探伤理论具有重要的意义。
王志立[3]（2021）在《GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析》文中研究表明随着建筑物改造工程的进行,大量柱子在使用过程中经常出现结构损伤和承载力不足等问题。玻璃纤维复合材料（Glass Fiber Reinforced Plastic）因其轻质高强、耐腐蚀且价格较低等特点被广泛用于工程实际中,同时钢纤维水泥砂浆因具有增强、阻裂和韧性好等特点作为修复材料可显着提高构件的力学性能。为了更好地达到加固补强效果,提出一种新型组合形式—GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱。本文在课题组已进行的试验基础上进行有限元模拟分析,主要研究内容及结论如下:（1）本文根据已有试验内容,应用ABAQUS有限元软件,分别建立了GFRP管、GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱有限元模型,将有限元结果（试件荷载-位移曲线、破坏形态以及各组成部分的应力云图）与试验结果进行对比,验证模型的正确性。（2）基于GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱试验,对GFRP管的纤维缠绕角度、钢纤维砂浆强度以及截面加载方式等参数进行扩展分析。结果发现:组合结构的轴压承载力,随着GFRP管纤维缠绕角度与45°缠绕方向的夹角增大而增大;随着钢纤维砂浆强度的增大,轴压承载力增大;截面加载方式对于承载力结果影响不大。（3）基于GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱试验,对GFRP条带的间距、层数以及钢纤维砂浆强度等因素进行扩展分析。结果表明:GFRP条带间距越小、层数越多,对核心部分的约束越强,组合结构的峰值荷载越大,延性越好;钢纤维砂浆强度越大,峰值荷载越大,但提高幅度减小;且随着钢纤维砂浆强度增大,其延性变差,脆性破坏特征表现越明显。（4）在数值模拟研究的基础上,采用极限平衡法与叠加法修正了GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱的承载力计算公式,对比发现叠加法吻合程度较好。同时采用叠加法修正了GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱的承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。
于尚洋[4]（2021）在《不同弹靶条件下复合材料层板碎片冲击破坏行为研究》文中研究说明复合材料具有高比强度、高比刚度、耐腐蚀性等优点,在航空航天、船舶运载、智能制造等国防科技工业领域的应用越发广泛,尤其是在飞机机身、航空发动机等结构对材料性能要求日益提高的应用背景下,复合材料的使用比例已然成为衡量航空航天结构设计水平先进性的重要指标。而当此类复合材料结构在服役过程中因外物撞击、疲劳损伤等原因导致失效时,其产生的结构碎片会高速撞击周边结构,造成二次损伤,如航空发动机机匣包容问题等。因此开展复合材料结构碎片作为冲击体时的损伤失效机理与动态力学响应研究具有重要意义,本文基于设计搭建的复合材料层板弹体冲击试验测试系统,通过复合材料碎片类弹体弹道冲击试验结合有限元数值模拟的方法,研究分析了碳纤维增强环氧树脂基铺层复合材料层合板碎片弹体在不同弹靶条件下的冲击破坏行为及相关影响因素。首先为了开展模拟复合材料层板碎片撞击周边结构的试验研究,设计搭建了基于轻气炮装置的复合材料层板弹体冲击试验测试系统,由轻气炮加载系统、靶舱夹持防护系统和动态响应测量系统组成,可实现复合材料层合板弹体以不同速度和角度撞击靶板及姿态稳定控制,实现3D-DIC技术在弹靶冲击试验中的应用。通过单向层合板准静态拉伸、压缩试验测得了复合材料部分力学性能参数。其次,基于本文搭建的冲击试验测试系统,开展了不同冲击速度下不同铺层结构碳纤维树脂基复合材料层合板碎片类弹体冲击钢板和铝合金薄板的弹道冲击试验研究,分析了层合板弹体在试验速度范围内的破坏过程、损伤机理、动能耗散及靶板力学响应,比较了冲击速度与铺层方式对冲击响应等试验结果的影响。最后,在试验基础上,建立了宏观尺度的纤维增强复合材料层板碎片弹道冲击有限元模型,建立了复合材料碎片弹体三维渐进损伤模型和铝合金靶板损伤模型,考虑了复合材料碎片冲击的不同损伤模式、应变率效应、层合板层间界面性能等因素,模拟分析了铺层复合材料层板碎片弹体对铝合金薄板的冲击过程及动态响应,通过与试验结果进行对比,验证了仿真模型的有效性。基于数值模拟方法,探究了不同冲击速度下靶板曲率对复合材料层板碎片冲击破坏行为的影响。
钱恒奎[5]（2021）在《T800/X850层合板湿热老化组织性能表征与声学评价》文中认为碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP）具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳等优点,在航空航天等领域广泛应用。由于服役环境普遍存在湿、热影响,材料易发生湿热老化,成为结构性能退化的主要形式之一。目前关于CFRP湿热老化评价多限于实验室有损方法,主流标准ASTM D5229、HB 7401-1996等均以小试样质量变化为评价指标,对结构件并不适用,故发展结构件湿热老化损伤的无损、准原位评价方法对于保证承载性能、评价结构完整性至关重要。超声无损检测技术以分辨率高、检测方式灵活、对人体无害等优势广泛应用于工业领域,借助声速、声衰减等指标可进一步评价材料组织、性能变化,成为湿热老化无损评价的潜在手段之一。T800/X850复合材料是我国C919客机承力结构上采用的T800级层间增韧CFRP材料,其湿热老化性能对保证大型CFRP构件长期可靠服役十分关键。本文以T800/X850复合材料为主要研究对象,以T300/AG-80复合材料作为对比,开展湿热老化组织性能表征与声学评价。通过吸湿率、微观组织、声学性能、力学性能研究,建立不同老化阶段材料微观组织、宏观性能与声学特性参数的定性、定量关系,发展CFRP结构件的湿热老化无损评价技术。主要研究内容及结论如下:1.25℃和70℃条件水浴1400 h范围内,T800/X850和T300/AG-80吸湿特性曲线均符合两阶段吸水模型,老化初期吸湿率呈线性增长,随后增长变缓并逐渐饱和,70℃吸湿率更高更快,25℃时T800/X850吸湿率大于T300/AG-80,70℃时大小相反。微观组织分析发现:T800/X850在70℃老化初、中期树脂水解析出,纤维基体结合良好,后期在富树脂层附近的纤维/树脂界面产生较多裂纹;25℃下老化程度缓慢,虽有树脂水解析出,并未发现明显裂纹;T300/AG-80老化规律相近。2.声学特性分析表明:两种材料纵波声速在老化初期有一定程度增加,之后总体呈下降、再上升后基本保持平稳的变化趋势,变化范围约为初始声速的1%,25℃对应数值要高于70℃,声衰减系数、衰减谱斜率总体变化趋势与之相反。原因在于老化初期水分子扩散进入基体使孔隙减少,树脂溶胀与纤维联结紧密,界面状态改善,材料弹性增强,随老化时间延长纤维/基体界面不断损伤,与后固化效应共同作用影响材料声学特性。3.基于超声液浸背反射法获得不同老化阶段弹性常数,发现单向板纤维方向弹性常数变化最大,与上述多向板纵波声速变化规律大体相当,其他方向弹性常数基本没有变化。不同温度范围下动态力学性能结果表明:两种材料损耗因子与损耗模量峰值基本向低温方向偏移,水的塑化作用导致玻璃化转变温度降低,材料耐热性减弱;树脂基体中的水分越多,分子间范德华力和氢键作用破坏越严重,两种材料的储能模量随着老化时间的增加都在向低温区偏移。4.三点弯曲测试表明:弯曲强度与剪切强度随老化时间增加总体呈下降趋势,以70℃、T300/AG-80下降程度最为明显,可达58%,体现为树脂、树脂/纤维界面的性能退化。断裂面显微分析和超声C扫描结果证实:T800/X850分层损伤主要集中在压头加载位置并沿层厚方向多层连续分布,T300/AG-80则从端部向内部延伸,随老化时间延长分层长度和数量均有所增加。利用粘聚区模型开展有限元分析发现T300/AG-80分层损伤结果与实验现象较为吻合,而相同条件下T800/X850因层间增韧未出现分层损伤。考虑老化导致的弹性变化,弹性常数小幅增加时分层损伤起始发生的时间相比未老化时稍有延后。
靳翌帆[6]（2021）在《考虑90°子铺层与纤维粘结的T300/69层合板断裂韧性研究》文中指出纤维增强复合材料是典型的先进复合材料,具有强度高、延伸率大等许多传统材料所无法比拟的优点,这使得纤维复合材料在航空、航天、建筑工程、机械等国防和民用工程的各个领域中占有重要的地位,并得到了越来越广泛的应用。但是,目前研究正交异性复合材料断裂韧性忽略了90°子铺层和纤维脱粘,不能广泛适用于所有工况。因此,研究多向层合板的断裂韧性理论对解决复合材料层合板断裂问题具有重要的理论意义与应用价值。本文以T300/69纤维增强复合材料层合板作为研究对象,利用ABAQUS有限元软件辅助计算,将修正后的考虑90°子铺层及纤维脱粘的断裂韧性计算结果与紧凑拉伸试验结果相比较,验证理论方法的正确性和可靠性。主要研究内容如下:（1）利用ABAQUS有限元软件模拟裂纹扩展。使用扩展有限元法（XFEM）进行裂纹扩展过程的模拟,得出含中心贯穿裂纹复合材料层合板的断裂韧性;同时,通过虚拟裂纹闭合技术（VCCT）计算归一化能量释放率,为后续处理试验数据提供理论依据。（2）通过试验方法研究不同铺层方式下T300/69复合材料层合板的断裂韧性。设计并完成紧凑拉伸试验,利用载荷—位移数据,计算得到不同铺层方式下复合材料层合板的断裂韧性。通过观察断口形貌,纤维增强复合材料层合板断裂时随着厚度的增加,90°子铺层对层合板整体的影响愈发明显,同时存在纤维脱粘现象也会影响复合材料层合板整体断裂韧性。（3）提出考虑90°子铺层以及纤维脱粘的复合材料层合板断裂韧性修正计算模型。基于已有多向层压板的断裂韧性计算方法,考虑不同铺层方式下90°子铺层以及纤维脱粘时所释放的能量,对断裂韧性公式进行修正,与已有计算方法相比,修正模型的计算结果与试验结果更为接近。
许诺[7]（2020）在《考虑就位效应的复合材料结构铺层优化设计研究》文中研究说明纤维增强复合材料因质轻、比刚度和比模量大等优点,在航空航天领域应用广泛。飞机结构设计应在满足强度要求的情况下尽可能高地发挥结构的潜力。随着复合材料结构越来越多地作为主承力或次承力结构,复合材料的优化就成为了研究的重点,层合板的铺层优化就是研究方向之一。多向铺设的层合板中子层的力学性能不同于单向板的力学性能,呈现明显的就位特性,如果在优化中使用考虑就位效应会使优化结果更加合情合理。然而目前的研究主要围绕考虑就位强度的层合板失效预测,还没有考虑就位效应的相关优化设计。本文以复合材料层合板为研究对象,通过对两种铺层顺序三种开口尺寸的层合板进行考虑就位效应的有限元渐进损伤分析,得出考虑就位效应的有限元强度分析比未考虑就位效应的有限元强度分析拥有更高的预测精度,并依此提出了一种考虑就位效应的遗传算法层合板铺层优化方法。以层合板强度比为优化目标、铺层顺序为设计变量并考虑一定的约束条件后进行遗传算法铺层优化设计,针对遗传算法的不足进行了改进,编写了自适应改进遗传算法程序,提高了优化效率和寻优能力,最后在此基础上考虑层合板子层就位强度的差异,得到了考虑就位效应的遗传算法。分别在单向载荷时、双向载荷不同载荷比时对层合板进行优化分析研究,分析其规律。经研究得到如下结论:在有限元强度分析中考虑就位效应可以更提高预测精度。使用考虑就位效应的遗传算法进行优化得到的适应度值较使用未考虑就位效应的遗传算法进行优化得到的适应度值高;仅轴向受力或轴向与横向双向受力时,使用未考虑就位效应的遗传算法优化得到的层合板铺层顺序不尽相同,但使用考虑就位效应的遗传算法进行优化得到的层合板铺层顺序均为[0/90/0/90/0]s,根据就位强度公式,这种铺层顺序可以保证子层的横向拉伸强度与剪切强度保持最大值;与未考虑层合板就位效应的自适应改进遗传算法优化得到的适应度值相比,在考虑层合板就位效应的基础上,使用自适应改进遗传算法对层合板在单向及双向载荷下进行铺层优化,单向载荷下优化得到的适应度值较双向载荷下优化得到的适应度值提升更高;双向载荷下,轴向载荷Nx的变化对优化结果的影响较大;在双向载荷下,增加载荷可以使两种优化算法得到的适应度值更加接近,缩短两种算法的预测差距。
尹世豪[8]（2019）在《复合材料多向层板分层的新型三线性软化内聚力模型》文中研究指明复合材料一系列优异的性能使其在飞行器结构中被广泛应用。复合材料层合板结构是常用的构型之一,但由于其相对较弱的层间性能,往往会发生分层破坏,导致结构件的强度和刚度的大大降低。分层扩展成为复合材料结构损伤容限设计中需要重点考虑的因素。数值模拟作为损伤容限设计的重要参考指标,它能够准确地预测复合材料层合板的分层起始和扩展过程是必要的。过往的研究大多集中于单向层合板,且相应的试验标准和模拟方法已经得到建立。但对于工程应用更为普遍,分层扩展机理更为复杂的多向层合板,仍需进一步的研究。多向层合板分层扩展中往往出现的大尺度纤维桥接现象,使得数值模拟过程更为复杂。传统的双线性内聚力模型已无法满足要求。为了在数值模拟中引入纤维桥接现象对复合材料层合板分层扩展的影响,本文在经典双线性内聚力方法的基础上,开展了系列工作并取得了如下创新型成果。（1）基于分层失效机理,本文引入断裂韧度分配比参数m将非线性形式软化的桥接应力分布曲线以两线性段软化的形式代替,并将表征基体损伤过程的双线性本构关系和表征桥接纤维损伤过程的三线性本构关系叠加,原创性地提出了三线性软化内聚力本构关系。该模型能够有效地实现大尺度纤维桥接现象下复合材料层合板的分层扩展模拟。相对于现有模型,该模型参数少,参数易于确定且有明确的物理意义。同时线性软化形式的内聚力本构关系在数值方法中便于实现且在计算成本方面具有较高的优势。（2）通过四组不同铺层T700/QY9511多向层合板分层扩展试验,提取分层过程中初始裂纹尖端裂纹面张开位移与断裂韧度数据。模型中引入断裂韧度分配比参数m反映桥接纤维显着差异的两非线性软化段,并根据试验数据建立新型内聚力模型参数确定流程。最终采用数值模拟方法对新型三线性软化内聚力模型进行验证。模拟结果具有较高的准确性。综上所述,本文建立了基于失效机理的新型三线性软化内聚力本构关系,模型中的具体参数可通过相关试验得到确定,实现了多向层合板分层扩展的有效模拟。本文的研究工作可为多向层合板分层扩展的数值模拟提供理论支撑和技术支持。
孙亮亮[9]（2019）在《复合材料基体裂纹预测分析与光纤光栅检测研究》文中指出基体裂纹是复合材料的基础失效模式之一,在众多失效模式中,基体裂纹通常最早发生,隐藏于材料内部,不易被发现。一般不直接造成复合材料失效,但会使其性能下降,还可能引发其他失效模式,比如层间分层,导致材料的最终失效,具有极大的潜在危害性。因此,研究基体裂纹的检测及其特性,对复合材料结构设计与应用具有重要意义。本文以E-玻纤/2511环氧树脂层合板的基体裂纹为研究对象,针对复合材料基体裂纹研究中一些尚未解决的难点问题展开研究工作,如:检测困难、裂纹间的相互作用、与其他失效模式间的耦合作用、精确预测难度高等。采用FBG传感器,并且基于微观力学、损伤力学和断裂力学理论,借助计算力学手段,通过对复合材料基体裂纹的监测、裂纹引发、扩展和分布及对复合材料性能的影响等方面的研究,获得了基体裂纹的在线监测技术与理论分析方法及具有普适性的仿真计算策略,揭示了基体裂纹的引发机制及其对复合材料性能的影响。主要内容如下:首先针对基体裂纹尺寸小、隐于材料内部,当前没有十分有效的检测手段的问题。提出了FBG基体裂纹在线监测技术,并进行了初步论证。以[01/±θn/01]（θ=30°,45°,60°,90°,n=1,2,3）层合板为研究对象,观测了单轴拉伸试验中θ角铺层基体裂纹的引发与扩展。利用实验观测到的光谱验证了光谱重构方法的准确性。通过对光谱峰型与中心波长两方面的分析,指出了光谱的一般变化规律,裂纹密度与峰宽间及中心波长额外偏移与层合板刚度间的线性关系。奠定了FBG传感器定量监测复合材料基体裂纹的理论基础。其次针对有限元方法计算开裂层合板应变分布过程繁琐的问题,基于最小余能原理,利用变分方法推导了含裂纹层合板的应力应变场及因基体裂纹而导致的刚度退化。使用[01/901]s正交层合板作为案例计算了刚度退化,通过与有限元计算结果的对比,验证了本文提出的半解析方法的正确性。利用本文提出的方法分析了[01/θ2]s（θ=45°,60°,75°,90°）对称层合板的刚度退化和应力应变分布,计算过程体现出该方法的高效性。研究结果表明,裂纹密度较低时,层合板刚度下降较快,极少基体裂纹的存在对层合板刚度有较大影响。然后基于损伤力学理论,利用跨尺度模型研究了[01/90n]s（n=1,2,3）正交层合板横向铺层的基体裂纹引发和扩展以及基体裂纹对复合材料性能的影响。在跨尺度模型中,0°铺层采用宏观模型,90°铺层采用微观模型,纤维离散分布在树脂中。使用二阶损伤张量描述树脂的损伤行为,推导了树脂的损伤本构关系,采用了基于应力的损伤起始判据和基于断裂能的损伤演化判据。在数值模型中,为提高计算效率,忽略了纤维-树脂界面脱粘,被忽略的纤维-树脂界面脱粘采用增加残余应力的方式进行补偿。使用此策略,成功模拟了正交铺层复合材料在单轴拉伸载荷下的基体裂纹引发及扩展,并进行了实验验证。研究结果表明:裂纹引发对残余应力十分敏感,较高的残余应力会提前引发裂纹。引发初期存在多个引发核心及微裂纹,但在较小区域内最终只能形成一条主裂纹,主裂纹对周边小裂纹有抑制作用。最后针对基体裂纹的弥散分布,与分层损伤之间的耦合作用,精确预测难度极高的问题。借助[90n/±45n/90n]（n=1,2）开孔层合板案例,采用XFEM与CZM相结合的方法进行了研究。综合了多种技术手段作为计算策略:预设XFEM增强单元集作为裂纹待引发与扩展区域;将增强单元与常规单元间隔分布,减弱裂纹间的相互作用;CZM单元模拟层间分层;考虑到聚合物基复合材料的塑性行为,借助UMAT编写了正交各向异性的弹塑性本构关系程序;符合Gaussian分布的单元强度分布规律模拟裂纹的先后引发;调整断裂能保证单元刚度退化速率一致等。通过裂纹分布、分层区域、断裂轮廓与断裂强度跟实验结果的对比验证了计算策略的准确性。研究结果表明,仅有最早引发的裂纹能扩展至试样边界,形成最终断裂面。较早产生基体裂纹位置的界面上分层引发也较早。
杜梦娇[10]（2019）在《碳纤维镁合金层板的热残余应力及冲击响应》文中进行了进一步梳理平纹编织碳纤维聚合物复合材料（Woven Fiber Reinforced Polymer,WFRP）增强镁合金层板（WFRP/Mg）作为一种新型复合材料层板,兼备金属合金耐腐蚀性、耐火性与编织纤维复合材料抗冲击特性和抗疲劳特性等优势,在航空工业、船舶装甲等领域具有较大的应用前景。本文重点探究考虑残余应力条件下,WFRP/Mg层板的低速抗冲击性能,分析层板损伤失效模式和动态力学响应过程。平纹编织层具有典型的多尺度特征。基于微尺度单胞模型预测基本力学性能及进行参数传递是非常重要的。本文基于连续介质力学和均匀化方法,从微观、细观和宏观三种不同结构尺度依次完成复合材料的基本热力学参数传递,利用Python语言施加周期性位移和温度边界条件,以保证模型的应力、应变和热通量连续。同时,在微观模型中加入随机分布的圆形纳米石墨烯片,结果表明:石墨烯可以增强复合材料的等效弹性模量和热导率,降低其等效热膨胀系数,以纤维横向改性效果最为显着。复合材料热压过程中形成的残余应力对层板性能及服役寿命有较大影响,研究关键因素对残余应力大小与分布影响规律对减小残余应力及优化其分布具有重要意义。本文基于ABAQUS/standard平台,通过编译热-化学模型和静力模型子程序来揭示层板固化过程中温度场、固化度场和残余应力场的演变规律。结果表明,树脂的固化度场和温度场为强耦合关系,固化反应放热和传热能力的差异导致层板内部温度和固化度分布不均,进而影响残余变形的演化规律;不同树脂基体固化动力学模型不同,固化工艺也存在差异,影响层板内部残余应力的分布和数值;对于同一树脂基体,固化工艺温度越高,树脂固化收缩率越大,层板内部的残余应力值也就越大。为探究WFRP/Mg层板的低速冲击力学响应,本文首先建立了细观-宏观多尺度冲击模型,在镁合金层采用Johnson-Cook（J-C）本构和损伤模型,通过Fortran语言编译VUMAT用户材料子程序,分别将3D-Hashin和Mises应力准则应用到纤维束和基体损伤失效判断,利用线性连续刚度退化来表征材料的损伤演化。结果显示:经纬向纤维束相互交织的形式可以清晰的看到纤维束断裂和基体开裂形式。与单向正交铺层碳纤维复合材料增强镁合金（UFRP/Mg）相比,WFRP/Mg中纤维层初始残余应力较低,损伤面积较小,峰值载荷较低,冲击位移较大,表现出很好的延展性。最后,建立镁合金增强编织/单向混杂层板（UWFRP/Mg）的宏观均匀化模型,将Tsai-Wu准则应用到宏观编织层。结果表明:在不同冲击能量下,UWFRP/Mg层板的损伤面积、最大挠度和峰值载荷均随着冲击速度的增加而增加。
二、多向复合材料层板弹性模量的计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多向复合材料层板弹性模量的计算（论文提纲范文）
（1）纤维增强复合板缺陷响应特征及其在光-力学检测中的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 复合材料性能分散性 |
| 1.2.1 组分性能 |
| 1.2.2 细观结构 |
| 1.2.3 宏观性能 |
| 1.3 纤维增强复合材料缺陷 |
| 1.3.1 纤维波纹 |
| 1.3.2 弱粘结及脱粘 |
| 1.3.3 孔隙 |
| 1.3.4 其他缺陷 |
| 1.4 褶皱及弱粘结缺陷检测研究进展 |
| 1.4.1 X射线检测 |
| 1.4.2 超声检测 |
| 1.4.3 红外热成像检测 |
| 1.4.4 光学检测 |
| 1.5 考虑褶皱及弱粘结缺陷的复合材料等效性能 |
| 1.5.1 纤维褶皱 |
| 1.5.2 弱粘结及脱粘 |
| 1.6 目前研究存在的问题 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 1.7.1 课题来源 |
| 1.7.2 主要内容 |
| 1.7.3 技术路线图 |
| 2 褶皱及弱粘结缺陷细观力学模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 褶皱缺陷细观力学模型 |
| 2.2.1 几何描述 |
| 2.2.2 细观力学建模 |
| 2.3 弱粘结缺陷细观力学模型 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 渐近均匀化方法 |
| 2.3.3 界面模型 |
| 2.4 力学模型算例分析 |
| 2.4.1 褶皱算例 |
| 2.4.2 弱粘结算例 |
| 2.5 缺陷模型有限元植入方法 |
| 2.5.1 有限元程序开发 |
| 2.5.2 缺陷模型有限元植入 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 含缺陷纤维增强复合板力学响应数值预测研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单一褶皱缺陷复合板力学响应 |
| 3.2.1 模型建立 |
| 3.2.2 模型验证 |
| 3.2.3 响应特征 |
| 3.3 单一弱粘结缺陷复合板力学响应 |
| 3.3.1 仿真结果分析 |
| 3.3.2 界面粘结强度影响 |
| 3.4 随机缺陷的有限元植入方法 |
| 3.4.1 缺陷概率分布模型 |
| 3.4.2 随机褶皱有限元植入 |
| 3.4.3 随机弱粘结有限元植入 |
| 3.5 计及褶皱随机分布的层合板响应特征 |
| 3.5.1 数值模型 |
| 3.5.2 位移尺度 |
| 3.5.3 位移场分布 |
| 3.5.4 波纹比标准差影响 |
| 3.6 计及弱粘结随机分布的层合板响应特征 |
| 3.6.1 位移场分布 |
| 3.6.2 弱粘结分散性影响 |
| 3.7 缺陷特征响应与统计结果 |
| 3.7.1 特征响应 |
| 3.7.2 统计结果 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 缺陷特征响应在纤维增强复合板光-力学检测中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 缺陷光-力学检测方案 |
| 4.2.1 检测方案 |
| 4.2.2 实施方式 |
| 4.3 三维点云重构算法 |
| 4.3.1 点云坐标获取 |
| 4.3.2 离面位移提取 |
| 4.4 缺陷试样制备 |
| 4.4.1 层合板制备 |
| 4.4.2 引入褶皱 |
| 4.4.3 引入脱粘 |
| 4.4.4 缺陷参数 |
| 4.5 试验装置 |
| 4.5.1 试验过程 |
| 4.5.2 误差来源 |
| 4.6 检测结果分析 |
| 4.6.1 褶皱试样 |
| 4.6.2 脱粘试样 |
| 4.7 数字图像相关测量试验 |
| 4.7.1 误差来源 |
| 4.7.2 试验装置 |
| 4.7.3 检测结果 |
| 4.8 检测方案讨论 |
| 4.8.1 有限元验证 |
| 4.8.2 检测方法比较 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间科研成果及奖励 |
| 发表(录用)论文 |
| 团体标准 |
| 参与科研项目 |
| 奖励与荣誉 |
（2）高度非线性孤立波与损伤复合材料板的耦合作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 颗粒链与复合材料层合板的耦合作用 |
| 2.1 一维颗粒的运动微分方程 |
| 2.2 重-轻复合颗粒链模型 |
| 2.3 末端颗粒与复合材料的相互作用 |
| 2.4 末端颗粒与复合材料层合板的相互作用 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高度非线性孤立波与基体开裂复合材料板的耦合作用 |
| 3.1 基体开裂损伤模型 |
| 3.1.1 损伤表达方法 |
| 3.1.2 基体开裂损伤-刚度关系 |
| 3.2 数值分析 |
| 3.2.1 基体开裂板的厚度对孤立波的影响 |
| 3.2.2 裂纹平均间距对孤立波的影响 |
| 3.2.3 损伤层厚度对孤立波的影响 |
| 3.2.4 退化为无损复合材料层合结构 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 高度非线性孤立波与纤维断裂复合材料板的耦合作用 |
| 4.1 纤维断裂损伤模型 |
| 4.2 数值分析 |
| 4.2.1 纤维断裂板的厚度对孤立波的影响 |
| 4.2.2 损伤量对孤立波的影响 |
| 4.2.3 纤维体积分数对孤立波的影响 |
| 4.3 垂直颗粒链 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的主要研究成果 |
| 一 发表学术论文 |
| 二 攻读硕士期间所获得的荣誉 |
（3）GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 FRP约束完好混凝土柱试验研究 |
| 1.2.2 FRP约束损伤混凝土柱试验研究 |
| 1.2.3 钢纤维砂浆加固混凝土研究现状 |
| 1.2.4 FRP约束混凝土柱有限元分析研究现状 |
| 1.3 问题的提出及选题的意义 |
| 1.4 本文的研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 本文主要研究内容 |
| 1.4.2 本文主要技术路线 |
| 2 GFRP与钢纤维砂浆复合加固损伤RC柱轴压性能试验 |
| 2.1 试件的设计 |
| 2.2 试验材料力学性能 |
| 2.3 试验加载及测点布置 |
| 2.4 GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压试验现象及结果分析 |
| 2.4.1 组合柱轴压试验现象 |
| 2.4.2 组合柱荷载-位移曲线分析 |
| 2.5 GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压试验现象及结果分析 |
| 2.5.1 组合柱轴压试验现象 |
| 2.5.2 组合柱荷载-位移曲线分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱非线性数值分析模型 |
| 3.1 ABAQUS简介 |
| 3.2 单层板弹性常数和极限强度的预测 |
| 3.2.1 单层板弹性常数的确定 |
| 3.2.2 单层板极限强度的确定 |
| 3.3 材料的本构模型 |
| 3.3.1 混凝土本构 |
| 3.3.2 钢纤维砂浆本构 |
| 3.3.3 GFRP的本构关系 |
| 3.3.4 钢材本构关系 |
| 3.4 有限元模型的建立 |
| 3.4.1 单元选取与网格划分 |
| 3.4.2 材料界面相互作用关系 |
| 3.4.3 边界条件及加载方式 |
| 3.4.4 非线性方程求解过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能有限元分析 |
| 4.1 有限元模型验证 |
| 4.1.1 试件荷载-位移曲线 |
| 4.1.2 试件变形图 |
| 4.1.3 试件应力云图 |
| 4.2 有限元参数扩展分析 |
| 4.2.1 承载力与GFRP管纤维缠绕角度的关系 |
| 4.2.2 承载力与截面加载方式的关系 |
| 4.2.3 承载力分别与损伤程度及核心混凝土强度等级的关系 |
| 4.2.4 承载力与钢纤维砂浆轴心抗压强度的关系 |
| 4.3 承载力计算公式 |
| 4.3.1 极限平衡理论 |
| 4.3.2 叠加法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能有限元分析 |
| 5.1 有限元模型验证 |
| 5.1.1 试件荷载-位移曲线 |
| 5.1.2 试件变形图 |
| 5.1.3 试件应力云图 |
| 5.2 有限元参数扩展分析 |
| 5.2.1 承载力与GFRP条带层数的关系 |
| 5.2.2 承载力与GFRP条带间距关系 |
| 5.2.3 承载力与钢纤维砂浆轴心抗压强度的关系 |
| 5.3 承载力计算公式 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（4）不同弹靶条件下复合材料层板碎片冲击破坏行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合材料层合板冲击试验研究 |
| 1.2.2 复合材料层合板冲击仿真研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 弹道冲击试验系统设计及材料性能测量试验 |
| 2.1 轻气炮加载系统 |
| 2.2 靶舱夹持防护系统 |
| 2.2.1 靶舱防护装置 |
| 2.2.2 靶板夹持装置 |
| 2.3 冲击响应测量系统 |
| 2.3.1 高速相机采集装置 |
| 2.3.2 激光测速装置 |
| 2.3.3 激光测距装置 |
| 2.3.4 数字图像相关方法 |
| 2.3.5 三维DIC测量装置 |
| 2.4 试验件材料及制备 |
| 2.4.1 复合材料层板碎片弹体 |
| 2.4.2 金属材料靶板 |
| 2.5 复合材料力学性能参数测量 |
| 2.5.1 试验设备 |
| 2.5.2 准静态单轴拉伸试验 |
| 2.5.3 准静态单轴压缩试验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 复合材料层板碎片弹道冲击破坏行为试验研究 |
| 3.1 复合材料层板碎片弹体冲击钢板试验研究 |
| 3.1.1 试验方法及试验材料 |
| 3.1.2 复合材料层板碎片冲击过程 |
| 3.1.3 复合材料层板碎片动能耗散及损伤机理 |
| 3.2 复合材料层板碎片弹体冲击铝合金薄板试验研究 |
| 3.2.1 试验方法及试验材料 |
| 3.2.2 复合材料层板碎片弹体冲击过程及剩余速度 |
| 3.2.3 复合材料层板碎片弹体与铝合金薄板损伤机理 |
| 3.2.4 冲击区域变形响应测量及分析 |
| 3.2.5 冲击区域应变响应测量及分析 |
| 3.2.6 复合材料层板碎片铺层方式对冲击响应的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 复合材料层板碎片弹体冲击数值模拟研究 |
| 4.1 复合材料层板碎片弹体三维渐进损伤模型 |
| 4.1.1 纤维与基体本构关系 |
| 4.1.2 单向复合材料本构关系 |
| 4.1.3 复合材料层合板本构模型 |
| 4.1.4 损伤准则及损伤演化 |
| 4.1.5 复合材料应变率效应 |
| 4.1.6 复合材料层间界面损伤模型 |
| 4.2 铝合金靶板损伤模型 |
| 4.3 复合材料层板碎片弹道冲击有限元模拟 |
| 4.3.1 有限元模型建立 |
| 4.3.2 边界约束有效性验证 |
| 4.3.3 弹道冲击有限元计算结果与讨论 |
| 4.4 靶板曲率对复合材料层板碎片冲击响应的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）T800/X850层合板湿热老化组织性能表征与声学评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 CFRP湿热老化国内外研究现状 |
| 1.2.1 CFRP湿热老化机理 |
| 1.2.2 CFRP湿热老化力学性能 |
| 1.3 CFRP湿热老化及力学性能数值模拟 |
| 1.3.1 CFRP湿热老化数值模拟 |
| 1.3.2 CFRP力学性能数值模拟 |
| 1.4 CFRP老化超声评价研究 |
| 1.4.1 宏观缺陷和损伤声学表征 |
| 1.4.2 老化后性能的声学评价 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 湿热老化实验 |
| 2.2.2 吸湿率测试 |
| 2.2.3 微观组织观察 |
| 2.2.4 动态力学性能测试 |
| 2.2.5 三点弯曲力学性能测试 |
| 2.2.6 弹性刚度矩阵测试 |
| 2.2.7 声学特性测试 |
| 3 CFRP湿热老化机理研究与声学特性评价 |
| 3.1 CFRP吸湿特性曲线 |
| 3.2 CFRP微观组织观察 |
| 3.3 CFRP声学特性评价 |
| 3.3.1 纵波声速与声衰减系数变化规律 |
| 3.3.2 衰减谱斜率变化规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CFRP湿热老化性能研究与三点弯曲有限元模拟 |
| 4.1 CFRP湿热老化弹性性能分析 |
| 4.2 CFRP湿热老化动态力学性能分析 |
| 4.3 CFRP湿热老化三点弯曲力学性能分析 |
| 4.4 三点弯曲有限元模拟 |
| 4.4.1 未老化状态层间失效行为分析 |
| 4.4.2 湿热老化后层间失效行为分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）考虑90°子铺层与纤维粘结的T300/69层合板断裂韧性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 复合材料断裂研究现状 |
| 1.2.1 断裂力学发展历史 |
| 1.2.2 复合材料研究现状 |
| 1.3 本文创新点 |
| 1.4 主要研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 研究内容技术路线 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第2章 复合材料的断裂与桥联模型的应用 |
| 2.1 复合材料断裂力学基本原理 |
| 2.2 断裂力学中的能量原理 |
| 2.2.1 能量释放率 |
| 2.2.2 能量释放率G与应力强度因子K的关系 |
| 2.3 复合材料的损伤与损伤特性 |
| 2.4 桥联模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 含裂纹复合材料层合板有限元模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ABAQUS软件和XFEM方法 |
| 3.3 扩展有限元计算分析 |
| 3.3.1 计算控制参数设定 |
| 3.3.2 中心贯穿裂纹复合材料层合板有限元模拟结果 |
| 3.3.3 归一化应变能释放率 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 T300/69 复合材料层合板紧凑拉伸试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 紧凑拉伸试验 |
| 4.2.1 紧凑拉伸试验件 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.2.3 常规力学性能 |
| 4.2.4 紧凑拉伸试验 |
| 4.3 紧凑拉伸试验结果及分析 |
| 4.3.1 载荷—位移曲线 |
| 4.3.2 T300/69 复合材料层合板不同铺层断口分析 |
| 4.3.3 试验结果 |
| 4.3.4 断裂时间对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 T300/69 复合材料层合板断裂韧性修正模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 T300/69 复合材料层合板断裂韧性修正 |
| 5.2.1 多向层合板的断裂韧性 |
| 5.2.2 复合材料的细观分析 |
| 5.2.3 考虑90°铺层及纤维脱粘的断裂韧性计算方法 |
| 5.3 结果对比验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的科研成果 |
（7）考虑就位效应的复合材料结构铺层优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于遗传算法的层合板铺层优化研究现状 |
| 1.2.2 考虑就位效应的层合板失效预测研究现状 |
| 1.3 研究目标和内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 层合板基础理论 |
| 2.1 经典层合板理论 |
| 2.1.1 单层板的应力-应变关系 |
| 2.1.2 层合板的应力-应变关系 |
| 2.1.3 层合板的内力-应变关系 |
| 2.2 复合材料层合板的失效准则 |
| 2.3 层合板的就位效应 |
| 2.3.1 子层横向拉伸强度 |
| 2.3.2 子层剪切强度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 考虑就位效应的复合材料层合板强度分析 |
| 3.1 考虑就位效应的渐进损伤分析 |
| 3.1.1 失效准则 |
| 3.1.2 材料性能退化 |
| 3.1.3 渐进损伤失效分析过程 |
| 3.2 有限元建模 |
| 3.3 考虑就位效应的层合板失效预测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 考虑就位效应的复合材料层合板铺层优化 |
| 4.1 优化平台的搭建 |
| 4.1.1 基于遗传算法的优化平台 |
| 4.1.2 遗传算法的改进—自适应改进遗传算法 |
| 4.1.3 考虑就位效应的遗传算法 |
| 4.2 单向载荷下的复合材料层合板铺层优化 |
| 4.2.1 优化模型 |
| 4.2.2 优化过程与结果对比 |
| 4.3 双向载荷下不同载荷比时层合板的铺层优化 |
| 4.4 优化结果对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
（8）复合材料多向层板分层的新型三线性软化内聚力模型（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题意义及背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合材料层合板分层试验研究现状 |
| 1.2.2 复合材料层合板数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 分层扩展阻力曲线研究现状 |
| 1.2.4 本文研究目的及研究内容 |
| 2 新型三线性软化内聚力模型的建立 |
| 2.1 内聚力模型简要分析 |
| 2.1.1 单一分层模式下的分层扩展 |
| 2.1.2 混合模式下的分层扩展 |
| 2.2 内聚力模型参数影响研究 |
| 2.3 内聚力模型的发展 |
| 2.4 新型内聚力模型的建立 |
| 2.5 小结 |
| 3 新型内聚力模型参数求解及试验确定 |
| 3.1 桥接应力分布的确定 |
| 3.2 新型三线性软化内聚力模型参数求解流程 |
| 3.3 分层测试实验及结果 |
| 3.4 小结 |
| 4 新型内聚力模型有限元验证及参数研究 |
| 4.1 有限元模拟参数确定 |
| 4.2 新型三线性软化内聚力模型验证及参数研究 |
| 4.3 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B 子程序部分节选 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）复合材料基体裂纹预测分析与光纤光栅检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 本文使用的主要符号 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 复合材料失效模式 |
| 1.3 复合材料强度理论 |
| 1.4 复合材料基体裂纹破坏理论 |
| 1.4.1 微观力学方法 |
| 1.4.2 计算力学方法 |
| 1.4.3 协同损伤力学方法 |
| 1.4.4 断裂力学方法 |
| 1.4.5 疲劳裂纹理论 |
| 1.5 本文研究的主要内容及技术路线 |
| 1.6 本文主要创新点 |
| 第二章 FBG定量在线监测复合材料基体裂纹的可行性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 FBG传感原理 |
| 2.3 传输矩阵法 |
| 2.3.1 栅区长度对重构光谱的影响 |
| 2.3.2 均匀应变场中的重构光谱 |
| 2.3.3 非均匀应变场中的重构光谱 |
| 2.4 复合材料层合板基体裂纹监测实验 |
| 2.4.1 复合材料试样准备 |
| 2.4.2 基体裂纹的实验监测 |
| 2.4.3 基体裂纹监测实验结果 |
| 2.5 FBG光谱与裂纹密度间的关系 |
| 2.5.1 含裂纹复合材料的非均匀应变场的计算 |
| 2.5.2 T矩阵法光谱重构的实验验证 |
| 2.5.3 FBG光谱随裂纹密度的变化规律 |
| 2.6 刚度退化与中心波长的关系 |
| 2.6.1 刚度退化 |
| 2.6.2 中心波长 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于变分方法的含裂纹复合材料层合板应力应变及刚度退化分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 [α_m/β_n]_s型对称层合板开裂变分分析方法 |
| 3.2.1 含裂纹层合板的应力函数 |
| 3.2.2 控制方程 |
| 3.2.3 刚度退化方程 |
| 3.3 案例验证 |
| 3.4 刚度退化分析 |
| 3.5 应力分布 |
| 3.6 应变分布 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于损伤力学方法的复合材料层合板基体裂纹预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 损伤力学基础 |
| 4.3 树脂二维损伤本构关系 |
| 4.4 损伤引发与演化规律 |
| 4.5 数值方法与UMAT子程序 |
| 4.6 基于跨尺度模型对层合板性能的预测 |
| 4.6.1 模型建立 |
| 4.6.2 裂纹起始与扩展 |
| 4.6.3 裂纹密度 |
| 4.6.4 横向就地强度 |
| 4.6.5 横向层刚度退化 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 XFEM/CZM耦合方法预测复合材料基体裂纹及其诱导的层间分层 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模拟方法与策略 |
| 5.2.1 XFEM预测层内横向基体裂纹 |
| 5.2.2 混合模式CZM预测层间分层 |
| 5.2.3 弹塑性本构 |
| 5.3 网格敏感性测试 |
| 5.3.1 XFEM增强单元的敏感性 |
| 5.3.2 内聚力单元的敏感性 |
| 5.4 实验 |
| 5.4.1 DCB实验 |
| 5.4.2 ENF实验 |
| 5.4.3 ±45°铺层压缩实验 |
| 5.4.4 开孔拉伸实验 |
| 5.5 层合板开孔拉伸试验虚拟测试 |
| 5.5.1 塑性应变-有效应力曲线 |
| 5.5.2 模型细节 |
| 5.5.3 横向基体裂纹与分层 |
| 5.5.4 断裂强度 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）碳纤维镁合金层板的热残余应力及冲击响应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 FMLs研究进展 |
| 1.2.1 纺织复合材料的多尺度建模研究进展 |
| 1.2.2 层板残余应力的产生与研究 |
| 1.2.3 平纹编织结构的低速冲击研究进展 |
| 1.3 纤维金属层合板冲击损伤理论 |
| 1.3.1 金属层损伤与失效模型 |
| 1.3.2 纤维增强复合材料的损伤与失效模型 |
| 1.3.3 粘结层理论 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 2 平纹编织复合层基本热力学性能预测 |
| 2.1 平纹编织复合材料单胞模型 |
| 2.1.1 复合材料有限元模型的建立 |
| 2.1.2 复合材料主方向确定 |
| 2.2 一般周期性边界条件 |
| 2.2.1 一般周期性边界条件的提出 |
| 2.2.2 一般周期性边界条件的施加 |
| 2.2.3 一般周期性温度条件的施加 |
| 2.3 复合材料等效热力学性能参数的预测 |
| 2.3.1 等效弹性参数的预测 |
| 2.3.2 等效热传导系数的预测 |
| 2.3.3 等效热膨胀系数的预测 |
| 2.3.4 密度与比热容的预测 |
| 2.4 纤维束材料参数 |
| 2.5 平纹编织层材料参数 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 平纹碳纤维增强镁合金复合材料层板固化残余应力 |
| 3.1 纤维复合材料固化工艺过程 |
| 3.1.1 热-化学模型 |
| 3.1.2 残余应力模块 |
| 3.1.3 子程序流程 |
| 3.2 算例验证 |
| 3.3 平纹编织碳纤维增强镁合金复合材料残余应力分析 |
| 3.3.1 有限元模型 |
| 3.3.2 不同固化动力学模型对固化变形的影响 |
| 3.3.3 固化工艺温度对固化残余应力的影响 |
| 3.3.4 固化收缩率对固化残余应力的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CFRP/Mg层合板的低速冲击损伤研究 |
| 4.1 纤维复合材料层VUMAT子程序开发 |
| 4.1.1 平纹编织纤维复合材料本构模型 |
| 4.2 平纹编织复合材料子程序的验证 |
| 4.2.1 平纹编织纤维复合材料有限元模型 |
| 4.2.2 平纹编织层和粘结层的损伤形貌分析 |
| 4.2.3 冲击过程曲线分析 |
| 4.3 细观-宏观多尺度WFRP/Mg模型冲击模拟 |
| 4.3.1 WFRP/Mg有限元模型的建立 |
| 4.3.2 WFRP/Mg各层材料的失效模型 |
| 4.3.3 WFRP/Mg模型的低速冲击响应过程 |
| 4.3.4 UFRP/Mg和 WFRP/Mg低速冲击对比结果 |
| 4.4 平纹编织碳纤维增强镁合金层板弯曲性能 |
| 4.5 单向/编织纤维增强镁合金复合材料低速冲击模拟 |
| 4.5.1 UWFRP/Mg有限元模型的建立 |
| 4.5.2 UWFRP/Mg冲击模拟结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 致谢 |
四、多向复合材料层板弹性模量的计算（论文参考文献）
- [1]纤维增强复合板缺陷响应特征及其在光-力学检测中的应用[D]. 申川川. 浙江大学, 2021
- [2]高度非线性孤立波与损伤复合材料板的耦合作用研究[D]. 赵婕. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析[D]. 王志立. 西安理工大学, 2021(01)
- [4]不同弹靶条件下复合材料层板碎片冲击破坏行为研究[D]. 于尚洋. 哈尔滨工业大学, 2021
- [5]T800/X850层合板湿热老化组织性能表征与声学评价[D]. 钱恒奎. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]考虑90°子铺层与纤维粘结的T300/69层合板断裂韧性研究[D]. 靳翌帆. 兰州理工大学, 2021
- [7]考虑就位效应的复合材料结构铺层优化设计研究[D]. 许诺. 中国民航大学, 2020(01)
- [8]复合材料多向层板分层的新型三线性软化内聚力模型[D]. 尹世豪. 重庆大学, 2019(02)
- [9]复合材料基体裂纹预测分析与光纤光栅检测研究[D]. 孙亮亮. 武汉理工大学, 2019(01)
- [10]碳纤维镁合金层板的热残余应力及冲击响应[D]. 杜梦娇. 大连理工大学, 2019(02)