基于内聚力模型的CFRP层合板胶接结构力学行为研究

论文摘要

面对船舶轻量化的发展需求,碳纤维增强复合材料和胶接技术受到了船舶行业的广泛关注。CFRP层合板胶接结构是融合碳纤维增强复合材料和胶接技术的一种典型结构形式,其力学行为与船体结构的安全性密切相关。采用力学实验和有限元仿真相结合的方法,通过建立复合材料胶接结构的几何模型、理论模型和有限元模型,研究了CFRP层合板胶接结构的极限承载能力和损伤失效行为。结果表明:基于内聚力模型的数值模拟结果与力学实验的吻合度较高,能够有效区分线性段和非线性段;复合材料结构的胶接区域是CFRP层合板单搭接结构的薄弱环节; CFRP层合板胶接结构的损伤破坏形式较多,在胶接区同时存在被粘物损伤、胶层失效和界面失效;本文工作为复杂形式的FRP胶接结构的力学特性研究提供了一种参考。

论文目录

• 1 引言
• 2 CFRP层合板胶接结构模型建立
•   2.1 几何模型
•   2.2 理论模型
•     2.2.1 应力与位移关系
•     2.2.2 损伤模型
•     2.2.3 材料模型
•   2.3 有限元模型
• 3 数值模拟方法
• 4 复合材料胶接结构力学行为分析
•   4.1 力学实验
•     4.1.1 选材
•     4.1.2 拉伸实验
•     4.1.3 损伤模式分析
•     4.1.4 极限承载能力分析
•   4.2 基于内聚力模型的数值仿真
•     4.2.1 极限承载能力预报
•     4.2.2 失效区域预测
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 朱兆一,李晓文,李妍,熊云峰,扈喆

关键词: 内聚力模型,力学行为,失效模式

来源: 玻璃钢/复合材料 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,船舶工业

单位: 集美大学轮机工程学院,福建省船舶与海洋工程重点实验室

基金: 国家自然科学基金(51609101),福建省自然科学基金(2018J05090,2017J01487,2016J01249,2018J01493),福建省教育厅中青年教师教育科研项目(JAT170315,JAT170314)

分类号: TB33;U661

页码: 5-10

总页数: 6

文件大小: 1619K

下载量: 345