非线性本构在复合材料多钉螺栓连接结构中的应用
随着复合材料在飞机结构中应用比例的逐步增加,复合材料构件之间、复合材料与金属构件之间出现大量的机械连接。复合材料机械连接是飞机结构中最薄弱的环节之一,在对复合材料螺栓连接设计与分析中,通常采用基于各种连接破坏定义的工程算法及建立在复合材料线性本构模型上的损伤累积方法进行连接设计与强度分析,由于方法的简单化及材料本构模型描述的不精确性,使得连接设计制约了复合材料结构的减重效率。
因此研究复合材料的损伤本构模型并应用于复合材料连接结构的设计分析中就成为一个急需解决的问题。本文重点研究了两方面内容:一方面是基于复合材料的物理宏观表象,提出三种材料非线性本构模型;另一方面是应用非线性本构模型对复合材料多钉连接结构的力学响应、损伤扩展、失效模式等进行数值模拟。
本文的第二章至第四章,逐步提出了复合材料的面内连续损伤模型、面内弹塑性连续损伤模型以及唯象表征材料非线性性能的塑性本构模型来描述复合材料的宏观非线性行为,并结合相应的失效判据研究复合材料连接结构的位移载荷响应、损伤演化与失效模式等。第五章将第四章的复合材料力学本构模型集成到复合材料疲劳损伤模型 ...