导读:本文包含了纤维增强金属层合板论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:纤维-金属层合板,损伤模型,梯度蜂窝夹芯结构,爆炸载荷
纤维增强金属层合板论文文献综述
马小敏[1]（2019）在《强动载荷下纤维-金属层合板及其增强梯度夹芯结构的力学行为》一文中研究指出纤维-金属层合板(Fiber-Metal Laminates,FMLs)是指由金属薄板和纤维增强树脂在厚度方向上进行交替铺设,在一定温度与压力作用下形成的层间混杂复合结构。相较于传统金属密度较大、抗疲劳性能较弱、强度较低等缺点,纤维金属层合板结合了金属和纤维复合材料各自的优点,具有比强度高、良好的损伤容限以及抗疲劳性、抗冲击性能优异等特点。其中,玄武岩纤维有着优良的耐高温、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、环境友好等特点,受到了国内外学者的广泛关注。由纤维-金属层合板与多孔金属构成的梯度夹芯结构,能够充分利用二者各自的优点,其中纤维-金属层合板可为结构提供较高的抗拉与抗弯能力,而多孔金属芯层则为结构提供较高的能量吸收能力,因此,发展纤维增强梯度多孔金属夹芯结构,阐明纤维金属层合板及其增强梯度夹芯结构在强动载荷下的变形失效模式和能量耗散机理,建立其典型的动力学分析模型,对夹芯结构的面板组成、几何尺寸、芯层梯度分布等进行优化设计,将进一步提高结构轻量化设计水平和抗冲击性能,从而使多孔金属夹芯结构更好的服务于航空航天,高速运载,新能源开发等各领域。本文采用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法系统研究了纤维金属层合板及其增强梯度夹芯结构在强动载荷作用下的力学行为。研究内容主要包括以下几个方面:(一)以单向复合材料Hashin失效准则为基础,建立了平纹复合材料3D渐近损伤模型(3D-CDM);(二)爆炸载荷作用下玄武岩纤维-金属层合板的动力学行为;(叁)爆炸载荷作用下纤维-金属层合板增强梯度夹芯结构的动力学行为。文中主要讨论了爆炸载荷作用下结构的变形失效模式、能量吸收和变形机理以及抗冲击性能,取得如下重要成果:以单向复合材料Hashin失效准则为基础,考虑面内剪切非线性力学行为特性、面内纤维方向弹性模量及强度应变率效应,建立了应力判断损伤起始准则;结合断裂能及叁个主方向残余压缩强度,建立了应变描述损伤演化机制;最后结合损伤起始准则判据和损伤演化机制,通过Fortran语言编写了适用于Abaqus有限元软件分析的平纹复合材料3D渐近损伤模型子程序(VUMAT),通过与已有实验进行对比,验证了模型的可靠性。采用自行研制的弹道冲击摆锤系统结合数值模拟方法得到了爆炸载荷下纤维金属层合板在不同冲量下的典型变形失效模式:整体塑性大变形,金属层面内屈曲/折迭,纤维断裂,界面脱胶。与等厚度的金属板相比,高强度复合材料层的加入可以显着提高结构的抗爆性能。且综合考虑冲击加载后结构的完整性、损伤程度以及最终挠度,与相同铺设方式的碳纤维-金属层合板相比,玄武岩纤维-金属层合板表现出了更加优越的抗爆性能。玄武岩纤维-金属层合板的抗爆性能依赖于复合材料的铺层数。当金属铺层厚度不变,增加复合材料铺层数可以显着提高玄武岩纤维-金属层合板的抗爆性能。通过对比结构最大瞬态挠度与最终挠度发现,由于纤维层较高的比刚度,结构具有较大的弹性回弹,尤其是当金属体积分数较低,纤维层体积分数较高时,选取最终挠度作为衡量结构抗爆性能的评价指标会显着高估结构的抗爆能力,所以在纤维-金属层合板抗爆性能评价体系中,应根据不同需求综合考虑结构的最大瞬态挠度与最终挠度。利用弹道冲击摆锤系统,开展了爆炸载荷下纤维金属层合板增强梯度夹芯结构动力学响应的实验研究,探讨了爆炸载荷作用下芯层排列和加载条件对FML增强梯度夹芯结构的变形失效模式,芯层压缩规律,能量分配机制的影响。在爆炸载荷作用下FML增强梯度夹芯结构前面板的变形失效模式受顶面芯层的几何构型的影响,主要表现为花瓣状撕裂、压入变形、中心区域层间脱胶;芯层主要表现为中心区域的压缩密实化、破碎及剪切失效,基于芯层区域(整体变形区域、局部密实化区域和完全密实化/失效区域)划分假设,给出了芯层能量吸收的经验计算方法,得到了不同爆炸载荷作用下芯层的能量吸收,并绘制了芯层变形模态图,定量的分析了芯层的压缩量、侵入深度以及压缩面积;背面板主要表现为整体的塑形大变形及界面脱胶失效。通过对比不同梯度排列夹芯结构的背面板中心点残余挠度,分析了面板材质、芯层孔径变化和壁厚变化、载荷工况对结构抗冲击性能的影响。结果表明,当芯层单胞边长固定时,在迎爆面至背面板之间芯层以相对密度从小到大排列的结构具有最优的防爆性能;当壁厚固定时,在较小冲量作用下芯层相对密度从大到小排列的夹芯结构性能最好,但是当冲量增加时,非梯度芯层具有最佳的抗冲击性能。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
鞠珊珊[2]（2018）在《玄武岩纤维增强金属层合板的制备及其性能优化研究》一文中研究指出纤维增强金属层合板是由纤维树脂复合材料与金属薄板交替铺放并经过热压成形而得到的一种制品,这种制品结合了复合材料与金属的优点,具有高强度、耐腐蚀、耐疲劳、抗冲击性能强等突出特点。本文选用了具有耐高温、化学稳定性好以及绿色环保等优点的玄武岩纤维作为纤维增强金属层合板的增强体,制备了玄武岩纤维增强金属层合板并对其性能展开了研究,具体研究内容如下:(1)运用正交法设计实验对玄武岩纤维增强金属层合板的成型条件进行了优化。按正交表设计实验,制备了9种不同成型条件下的层合板,对各层合板分别进行拉伸、压缩、弯曲和剥离实验,将所得数据分别进行极差分析和方差分析,结果显示:层合板成型最优条件组合为成型温度(α+10)°C、成型时间(β+20)min、成型压力(γ+0.2)MPa,层合板的拉伸强度和弯曲强度受成型时间和成型压力影响显着,压缩强度受成型时间影响显着,剥离强度受成型压力影响显着。对正交实验所得结论进行了实验验证,结果显示在该最优成型条件下制备的层合板具有最好的力学性能,验证了正交实验的正确性。将此层合板与商业层合板的力学性能参数进行对比发现,自制层合板具有较强的拉伸强度和弯曲强度,但剥离强度较低。(2)研究了添加不同质量分数金刚石微粉对玄武岩纤维增强金属层合板力学性能的影响。金刚石微粉在加入层合板前需对其进行改性处理,首先阐述了硅烷偶联剂对金刚石改性的机理,通过扫描电镜照片、红外光谱以及悬浮稳定性测试等方法对改性前后的金刚石微粉进行了表征和分析。制备了含0 wt%、0.3 wt%、0.6 wt%、0.9 wt%、1.2 wt%金刚石微粉的玄武岩纤维与金刚石微粉复合增强金属层合板并进行了拉伸、压缩、弯曲、剥离实验。结果显示,金刚石微粉的加入使层合板的弹性模量、弯曲模量以及压缩强度显着增强,但使层合板的拉伸强度、断裂应变、弯曲强度、挠度及剥离强度降低;对于不同质量分数金刚石微粉的层合板,添加0.9 wt%金刚石微粉时层合板表现出了最优异的力学性能,将其力学性能与商业层合板的进行了对比,结果显示添加0.9 wt%金刚石微粉的层合板在拉伸、压缩和弯曲力学性能上表现较突出,但粘结强度较低。(3)对玄武岩纤维增强金属层合板与铝合金层板的螺栓连接工艺参数进行了优化。制备了不同孔几何位置的玄武岩纤维增强金属层合板与铝合金板的连接件并进行了拉伸实验,实验结果显示:当W/D=2时,不同E/D的连接件的破坏方式均为拉伸破坏;当W/D=3时,仅E/D=5时连接件的破坏方式为挤压破坏,其余为拉伸破坏或剪切破坏;当W/D=4时,E/D=3,4,5时的连接件的破坏方式均为挤压破坏;最后当W/D=5时,E/D=3,4,5时的连接件的破坏方式均为挤压破坏。为了使连接件具有轻质高强的特性,最终选择孔的几何位置为W/D=4,E/D=3。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
许明明[3]（2016）在《碳纤维增强金属层合板抗高速冲击特性研究》一文中研究指出碳纤维增强金属复合材料目前是军事航天领域轻质防护结构的重点发展方向。本文针对洲际导弹和航天器的外部壳体在高速冲击下的防护,设计了一种碳纤维增强金属层合板(CRALL),通过弹道试验和数值仿真研究了其在弹丸高速冲击下的失效机理和弹道防护能力。本文首先通过材料测试获得了单向碳纤维板在0°和90°方向上的力学性能,并对比碳纤维复合物(CFRP)、碳纤维增强铝合金层合板(CRALL)和铝合金Al2024-T3力学性能。通过弹道高速冲击试验,研究了叁种弹头(平头,球头和尖头)冲击侵彻下CFRP和CRALL靶板的变形过程、失效模式和弹道防护性能;通过实验结果对比,CRALL靶板对平头弹丸的抗冲击性能最强,球头和尖头弹丸次之;在等厚度情况下两种类型碳纤维增强铝合金层合板结构(CRALL1/3和CRALL2/3)的针对叁种头部弹丸高速冲击下弹道防护性能和能量吸收能力要高于CFRP。通过Fortran语言在Abaqus中编写了适用于碳纤维复合物的叁维实体单元冲击失效用户子程序(VUMAT)。基于VUMAT的数值仿真结果有效的模拟了CFRP的冲击失效过程,并与实验结果相符;在CFRP和CRALL的弹道冲击模型中获得的不同头部形状弹丸侵彻速度曲线和弹道极限与实验结果相符,验证了有限元模型和用户子程序的有效性。本文的研究结果表明,CRALL层合板比碳纤维复合材料(CFRP)具有更优的力学性能,在各层损伤、弹道极限以及能量吸收等抗冲击能力方面更具优势。研究内容为今后高速冲击下轻质防护结构的设计提供了理论基础和参考作用,具有重要的工程应用价值。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-06-01）
万云[4]（2015）在《纤维增强金属层合板的拉伸和冲击性能研究》一文中研究指出现今,无论是航空航天、军事领域或者是诸如船舶工业这样的民用领域,复合材料都有非常重要应用。纤维增强金属层合板是由纤维增强复合材料同金属板组成的一种层合结构。其不光具有金属材料优越的加工性能和抗冲击性能,同时克服了金属材料的疲劳性能差的缺点,该类材料中玻璃纤维铝合金层合板被用于飞机机身的材料,玻璃纤维增强钢板被用于船舶制造,碳纤维增强复合材料与钢材组成的混杂材料被用于军用头盔。在材料使用之前,需要对材料的性能有一定的认识,一般的分析方式主要有实验研究和有限元分析。科学的实验和有限元分析方法,能够帮助人们做出更加全面、深入和有效的分析。本文通过实验和有限元方法重点分析了纤维金属层板的拉伸和冲击性能。通过一套有效的数值分析方法,分析了纤维金属层板材料在受冲击过程中的渐进损伤过程,揭示了材料的破坏机理,具体工作分为以下几方面:分析了表面机械研磨技术(SMAT)技术的引入对2024 T3铝合金板的拉伸性能的影响,并找出该处理技术中合理的实验参数。SMAT处理并被多层迭轧处理新型材料的拉伸性能数值分析过程中,通过在所有的相邻单元之间插入0厚度内聚力单元的方法,分析了该材料拉伸过程中渐进损伤过程,同时,分析了拉伸过程中裂纹萌生和偏转的细节。通过有限元参数分析的方法,分析了 SMAT处理迭轧材料界面强度对材料拉伸性能的影响。并用该数值模型预测了其它结构的迭轧材料的拉伸性能。以经过SMAT处理的铝合金板为材料制备成新型玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE)材料,实验和理论值显示材料的极限强度和极限应变虽然有较小幅度的降低,但是其屈服强度有较大幅度的增加。实验和数值分析了 GLARE板受低速落锤冲击时的破坏响应。通过用户自定义子程序VUMAT,并结合Johnson-Cook模型和基于表面内聚力方法建立了 GLARE受落锤低速冲击数值模型。不光分析了 GLARE材料受到低速落锤冲击过程中的响应。此外,也分别分析了纤维增强层、铝合金材料以及界面层的渐进损伤过程。给出了一套分析金属材料与复合材料组成的混杂结构的高速冲击性能的数值分析方法。数值分析中,除分析了高速冲击后弹丸的残余速度和材料的损伤之外,也分析了碳纤维增强复合材料层、金属层以及之间的界面的损伤破坏过程,揭示了整体材料受高速冲击的破坏机理。深入分析了冲击过程中复合材料、金属层以及界面损伤演化。由于该方法准确有效,利用该数值模型预测分析了其它类似夹层结构的抗高速冲击性能。综上所述,本文通过尝试将表面机械研磨技术引入到玻璃纤维增强铝合金板中,得到极限强度和极限应变虽然有较小的降低,但是其屈服应力有较大幅度增加的夹层板材料。通过几种有限元方法的结合,建立起一套分析有效的纤维增强金属板冲击性能的数值模型,为该类材料的设计和抗冲击分析提供理论基础和参考方法。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2015-03-15）
王晓庆,韩景龙,员海玮[5]（2014）在《含分层损伤的纤维增强金属层合板颤振分析》一文中研究指出利用Msc.Nastran平台的可扩展性,通过重合节点方法,建立了含分层损伤的非线形壁板颤振模型,考虑结构大变形、材料非线性的影响,研究了分层损伤对纤维增强金属层合板的气动弹性稳定性的影响规律及机理。研究表明:1)分层损伤面积增大时,纤维增强金属层合板出现多种非线性动力学运动,观察到概周期、极限环和多频振动的现象;2)分层损伤影响FML颤振模态的改变,是出现多种非线性动力学行为的原因;3)金属层的应力超过屈服极限时,由于材料弹塑性的影响,FML的颤振幅值明显增大。(本文来源于《振动工程学报》期刊2014年01期）
朱公志,郑长良,朱敏捷,任明法[6]（2011）在《基于APDL的纤维增强金属层合板层间断裂韧性能分析》一文中研究指出纤维增强金属层合板,因其优异的综合性能而广泛应用于现代工业中。但由于界面的存在,在其使用过程中会出现分层破坏。界面是纤维增强金属层合板中最薄弱的部位。界面部位材料结合的牢固程度由界面的断裂韧性确定,是纤维增强金属层合板的重要力学性能指标,通常由单悬臂梁试验测定。采用有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言APDL建立了碳纤维增强镁合金层合板的模型,并利用生死单元技术,编写程序对测定界面断裂韧性的单悬臂梁试验进行模拟。结果表明,数值模拟与试验结果非常接近。数值模拟是一种非常有效的确定纤维增强金属层合板层间断裂韧性的方法。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2011年29期）
毕仁贵[7]（2009）在《纤维增强金属层合板的弹塑性静动力学分析》一文中研究指出本论文以纤维增强金属层合板为研究对象,综合考虑几何非线性、基体损伤、界面损伤及金属层的弹塑性变形等因素,系统地研究了纤维增强金属层合板的弹塑性屈曲及后屈曲、具界面损伤纤维增强金属层合板的弹塑性屈曲、具损伤纤维增强金属层合板在横向荷载作用下的弹塑性非线性动力响应等问题,深入地揭示了其力学行为的本质特征。论文的研究成果不仅具有较重要的学术研究价值,也具有较强的工程应用意义。论文的主要研究工作如下。利用应变能等效原理,建立了正交各向异性材料在考虑损伤效应时的弹性本构关系；将应变分解为弹性应变与塑性应变两部分,利用弹性应力增量与弹性应变增量之间的线性关系,并结合经过改进,且耦合损伤的各向同性材料混合硬化型的Mises屈服准则,得到了各向同性材料的增量型弹塑性损伤本构关系。基于建立的增量型本构关系,采用相应的增量型几何关系、内力关系和平衡关系,综合考虑结构几何非线性、基体损伤、界面损伤及金属层的弹塑性变形等因素,建立了FML板的增量型微分平衡方程,进而对纤维增强金属层合板的弹塑性屈曲、后屈曲、在横向荷载作用下的弹塑性非线性动力响应进行了较为系统的研究。综合运用Galerkin法、复化梯形求积法、有限差分法、Newmark法、迭代法等各种数值方法对控制方程进行求解,数值结果揭示了几何参数、诱导荷载比、初始几何缺陷、损伤变量、荷载特性等因素对纤维增强金属层合板静、动力学力学行为的影响规律。本文的研究工作,不仅从力学模型的建立和求解方法两方面丰富和发展了弹塑性力学与损伤力学,并可为纤维增强金属层合板的设计制造与结构优化提供理论参考。(本文来源于《湖南大学》期刊2009-05-16）
赵祖虎[8]（1996）在《航天用纤维增强金属层合板》一文中研究指出迄今铝合金仍是航空航天产品的主要结构材料,但它目前正受到纤维增强聚合物和新近崛起的纤维增强金属层合板(FRML)的强有力的挑战。这些新颖材料具有强度高、质量轻、模量高、膨胀系数低和耐疲劳性能好等优点。因而自它们一出世,就受到航空航天界的重视,文中对纤维增强金属层合板的制作方法和它的力学性能作了简要介绍。(本文来源于《航天返回与遥感》期刊1996年01期）
纤维增强金属层合板论文开题报告
（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：
纤维增强金属层合板是由纤维树脂复合材料与金属薄板交替铺放并经过热压成形而得到的一种制品,这种制品结合了复合材料与金属的优点,具有高强度、耐腐蚀、耐疲劳、抗冲击性能强等突出特点。本文选用了具有耐高温、化学稳定性好以及绿色环保等优点的玄武岩纤维作为纤维增强金属层合板的增强体,制备了玄武岩纤维增强金属层合板并对其性能展开了研究,具体研究内容如下:(1)运用正交法设计实验对玄武岩纤维增强金属层合板的成型条件进行了优化。按正交表设计实验,制备了9种不同成型条件下的层合板,对各层合板分别进行拉伸、压缩、弯曲和剥离实验,将所得数据分别进行极差分析和方差分析,结果显示:层合板成型最优条件组合为成型温度(α+10)°C、成型时间(β+20)min、成型压力(γ+0.2)MPa,层合板的拉伸强度和弯曲强度受成型时间和成型压力影响显着,压缩强度受成型时间影响显着,剥离强度受成型压力影响显着。对正交实验所得结论进行了实验验证,结果显示在该最优成型条件下制备的层合板具有最好的力学性能,验证了正交实验的正确性。将此层合板与商业层合板的力学性能参数进行对比发现,自制层合板具有较强的拉伸强度和弯曲强度,但剥离强度较低。(2)研究了添加不同质量分数金刚石微粉对玄武岩纤维增强金属层合板力学性能的影响。金刚石微粉在加入层合板前需对其进行改性处理,首先阐述了硅烷偶联剂对金刚石改性的机理,通过扫描电镜照片、红外光谱以及悬浮稳定性测试等方法对改性前后的金刚石微粉进行了表征和分析。制备了含0 wt%、0.3 wt%、0.6 wt%、0.9 wt%、1.2 wt%金刚石微粉的玄武岩纤维与金刚石微粉复合增强金属层合板并进行了拉伸、压缩、弯曲、剥离实验。结果显示,金刚石微粉的加入使层合板的弹性模量、弯曲模量以及压缩强度显着增强,但使层合板的拉伸强度、断裂应变、弯曲强度、挠度及剥离强度降低;对于不同质量分数金刚石微粉的层合板,添加0.9 wt%金刚石微粉时层合板表现出了最优异的力学性能,将其力学性能与商业层合板的进行了对比,结果显示添加0.9 wt%金刚石微粉的层合板在拉伸、压缩和弯曲力学性能上表现较突出,但粘结强度较低。(3)对玄武岩纤维增强金属层合板与铝合金层板的螺栓连接工艺参数进行了优化。制备了不同孔几何位置的玄武岩纤维增强金属层合板与铝合金板的连接件并进行了拉伸实验,实验结果显示:当W/D=2时,不同E/D的连接件的破坏方式均为拉伸破坏;当W/D=3时,仅E/D=5时连接件的破坏方式为挤压破坏,其余为拉伸破坏或剪切破坏;当W/D=4时,E/D=3,4,5时的连接件的破坏方式均为挤压破坏;最后当W/D=5时,E/D=3,4,5时的连接件的破坏方式均为挤压破坏。为了使连接件具有轻质高强的特性,最终选择孔的几何位置为W/D=4,E/D=3。
（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。
纤维增强金属层合板论文参考文献
[1].马小敏.强动载荷下纤维-金属层合板及其增强梯度夹芯结构的力学行为[D].太原理工大学.2019
[2].鞠珊珊.玄武岩纤维增强金属层合板的制备及其性能优化研究[D].吉林大学.2018
[3].许明明.碳纤维增强金属层合板抗高速冲击特性研究[D].北京理工大学.2016
[4].万云.纤维增强金属层合板的拉伸和冲击性能研究[D].哈尔滨工程大学.2015
[5].王晓庆,韩景龙,员海玮.含分层损伤的纤维增强金属层合板颤振分析[J].振动工程学报.2014
[6].朱公志,郑长良,朱敏捷,任明法.基于APDL的纤维增强金属层合板层间断裂韧性能分析[J].科学技术与工程.2011
[7].毕仁贵.纤维增强金属层合板的弹塑性静动力学分析[D].湖南大学.2009
[8].赵祖虎.航天用纤维增强金属层合板[J].航天返回与遥感.1996