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法向载荷下含金属预埋件碳纤维层合板强度分析
  • ISSN号:1003-0999
  • 期刊名称:《玻璃钢/复合材料》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程] TB333[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]中国民用航空飞行学院航空工程学院,广汉618307
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金民航联合基金重点项目(U1233202/F01);中国民航飞行学院科研基金(2008-20);民航局科技项目重大专项(MHRD201240)
中文摘要:

建立了含圆柱形金属预埋件和阶梯形金属预埋件碳纤维/环氧树脂层合板的三维分析模型,单层板简化为三维正交各向异性材料。采用有限元方法对法向载荷下含金属预埋件四边简支层合板进行了应力分析,给出了发生初始损伤单层板各材料主方向应力分布和金属预埋件的VONMISES应力分布。基于复合材料单层板的最大应力强度准则给出了两种分析模型的极限载荷。分析结果表明,含圆柱形预埋件层合板初始损伤发生在45°铺层靠近孔边的2点钟方位,破坏模式为基体剪切破坏;含阶梯型预埋件层合板初始损伤发生在-45°铺层靠近孔边的10点钟方位,破坏模式为基体拉伸破坏。法向载荷作用下,阶梯型预埋件结构比圆柱形预埋件结构具有更大的传力面积,大部分纤维处于适宜的受拉状态,其极限载荷比圆柱形预埋件结构提高了40.36%。

英文摘要:

The analysis models of carbon fiber reinforced epoxy laminates with cylindrical and step shape pre- embedded metal part are built based on the application of embedded metal part in composite laminates. The single layer in the laminates is assumed as three dimensional orthotropic material. The stress analysis of the laminates with embedded metal part which is simply supported is carried out by finite element method. The distributions of material principal direction stresses of the damaged single layers and the von mises stress of metal parts are given. The ulti- mate loads of the composite laminates are determined based on the strength criterion of maximum stress. It is shown that the initial damage of the laminates with cylindrical shape pre-embedded metal part occurs at about two o'lock location near the central hole border in the 45° layer, and the damage mode is matrix crack under shearing. The in- itial damage of the laminates with step shape pre-embedded metal part occurs at about ten o'loek location near the central hole border in -45° layer. Under normal loading, the ultimate load of the laminates increases by 40. 36% when the cylindrical metal part is replaced by the step metal part, which is due to the increase of the force transfer area and bigger percentage of fibers under desirable tension state.

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期刊信息
  • 《玻璃钢/复合材料》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:北京玻璃钢研究设计院
  • 主编:薛忠民
  • 地址:北京市亦庄经济技术开发区经海四路25号院6号楼
  • 邮编:101111
  • 邮箱:frpcm@frp.com.cn.
  • 电话:010-67832070
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-0999
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2168/TU
  • 邮发代号:82-771
  • 获奖情况:
  • 国家建材局优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6975