一、集中载荷作用下层合厚圆板的轴对称弯曲（论文文献综述）
周鹏[1]（2020）在《梯度三明治梁的塑性理论及大变形分析》文中研究表明由于具有高比刚度、高比强度、优良的抗冲击和能量吸收等特性的同时,兼具散热、隔热、隔声、电磁屏蔽等多种功能,轻质夹芯结构一直是轻量化研究的热点,并在航空航天、高速列车、汽车船舶、风力发电、包装防护等领域有着广泛的应用。考虑到具有单层芯材且面板对称的传统夹芯结构设计上的局限性,通过将分层梯度夹芯层引入到两层面板由不同材料制成且厚度不同的非对称夹芯结构中,并协调各面板层和芯材层之间的物理和几何特性,从而实现可满足更广泛的功能与应用需求的新型夹芯结构设计,进一步拓宽夹芯结构的设计空间。因此研究面板非对称的梯度芯材夹芯结构的塑性行为对开展夹芯结构的力-功能一体化设计具有至关重要的意义。本文主要利用理论分析和数值模拟两种手段研究了梯度材料及其面板非对称夹芯结构在横向载荷作用下的塑性大变形,并详细讨论了梯度材料各梯度参数、芯层梯度及面板非对称性分别对梯度材料及其夹芯结构的塑性屈服、承载能力和能量吸收能力的影响。主要的研究内容及结论如下:1.研究了两端固支的梯度材料梁及其非对称夹芯梁结构在横向载荷作用下的塑性大变形。通过将功能梯度结构分层离散化提出了梯度材料梁的梯度分层模型,并根据材料几何和物理特性的耦合关系建立了梯度材料及其非对称夹芯结构的广义屈服准则和大变形控制方程,且进一步将其推广至在传统夹芯结构冲击面粘结上强化层的表面强化夹芯结构。之后通过对比文献中的实验数据,并开展相应的数值模拟工作,对理论分析模型的有效性进行了验证。结果表明,该分析模型能够很好地预测横向载荷作用下两端固支梯度材料梁及其非对称夹芯梁结构、表面强化夹芯梁和传统夹芯梁的挠度值、承载力和塑性能的吸收。而且梯度材料梁的受载侧沿加载方向的梯度变化率越大,梯度分层模型的精度越高。2.研究了屈服强度的梯度分布规律对梯度材料梁塑性屈服及大挠度响应的影响。研究表明,梯度系数、梯度强度因子及离散层强度比对梯度材料梁的屈服面、承载能力和能量吸收能力有显着的影响。在梯度材料梁的厚度和塑性极限轴力不变的情况下,通过适当的梯度设计,屈服强度在厚度方向上由强变弱再变强的非单调型梯度分布不仅具有较好的抗弯和抗拉能力,而且表现出优异的承载和吸能特性。特别地,当梯度材料某侧的梯度变化率较大时,增加该侧表面材料的强度将有助于改善梯度材料梁的承载和吸能表现,尤其当该侧表面材料硬于另一侧时。3.研究了芯层梯度排布规律及面板不对称配置对梯度芯材夹芯结构塑性变形的影响,并澄清了强化层的引入对不同类型传统夹芯梁力学性能的改善情况。研究表明,芯材的梯度和面板的选择对梯度芯材夹芯梁的塑性大变形有明显的影响。在梯度芯材夹芯梁的厚度和塑性极限轴力不变的情况下,选用较下面板强度高且厚度薄的上面板,较前芯层强度低且厚度大的后芯层,并配置合理的芯材梯度及面板不对称的强度比和厚度比可以有效地提高梯度芯材夹芯梁的承载和吸能性能。而且,通过引入强化层,传统夹芯结构的局部凹陷变形、承载和吸能特性可得到有效改善,尤其对于上面板的强度和厚度均低于下面板的传统夹芯结构。
付涛[2]（2019）在《复合夹层筋板结构声振特性分析及抑制研究》文中认为板类结构是高速列车、飞机和舰船等运载设备的主要组成部分,由于运载设备应用背景的多样性,其在运行过程中常处于复杂的高低温交变、结构振动和流致噪声环境中,当热载荷引起的热应力达到一定值时会使得结构发生热屈曲,强烈的振动会加剧舱内的声源直达噪声,外部流动流体的作用会与结构产生气动弹性耦合效应,这些都将对运载设备的安全性和舱内振动噪声抑制造成不利的影响。因此对板类结构在复杂外部环境作用下的声振特性进行研究,实现结构宽频声振抑制,使其具有轻质、隔热、低振动和高隔声性能对提升运载设备的安全性和舒适性具有重要的意义。本文针对这一问题对复合夹层筋板结构在外部流场和热载荷作用下的声振耦合特性进行了研究,分别从夹层板理论模型、热源环境、外部均匀流体、材料分布类型和宽频被动抑振控制等方面对结构的声辐射响应和隔声特性影响进行理论和实验分析。具体研究内容为:基于经典夹层板理论,将热应力引入到夹层结构的热弹性本构方程中,考虑了有热源和无热源两种情况下的线性温度场,使用双三角级数解的形式求解了热载荷作用下夹层板的横向振动位移,基于辐射单元法并考虑了耦合辐射阻抗的影响,通过对Rayleigh积分方程的求解给出了夹层板在热载荷作用下的辐射声功率,推导了平面声波激励下夹层板结构的传声损失计算公式。通过与现有文献理论模型及实验结果的对比来验证所建模型的有效性。同时基于建立的理论模型,着重分析了不同温度场载荷参数对夹层板固有频率、声辐射和隔声特性的影响。针对夹芯为三维轻质点阵周期分布的情况,建立了三维点阵夹层筋板结构的振动模型,在模型中考虑了表层面板抗弯刚度和双参数基础模型的影响,平板和加强筋的耦合作用通过位移相容条件求解,并且忽略热力矩的影响,推导了均匀温度场中夹层板的临界屈曲温度计算公式。分析了双参数弹性地基与夹芯结构参数对夹层板固有频率及临界屈曲温度的影响,给出了结构声辐射和隔声特性随不同夹芯类型、材料损耗因子、夹芯参数、弹性地基及温度载荷的变化规律。研究发现相比较于Winkle刚度的影响,改变剪切刚度对结构声辐射和隔声特性的影响更为显着。基于Reddy型高阶剪切变形理论和哈密顿变分原理推导了热环境和双参数基础模型联合作用下的层合功能梯度复合材料板的振动控制方程,采用微分求积法对不同边界条件下的控制方程进行数值求解,探究分析了无量纲情况下温度载荷、边界条件、弹性地基参数、材料铺设角度和方式、铺设层数、材料分布类型和厚边比对层合功能梯度板弯曲扰度和自振频率的影响,其可为后续热环境下复合夹层筋板的声辐射和隔声特性分析研究奠定基础。针对表层面板为复合材料的三维点阵夹层筋板结构,基于建立的层合功能梯度复合材料板振动方程,采用微分求积法获得了复合板的等效结构阻抗,利用双三角级数解的形式求解了热载荷作用下的结构横向振动位移,基于流体-结构界面的速度连续性条件求解了结构与流体介质间的流固耦合作用,利用瑞利积分分别推导了结构在外部均匀流体作用下的辐射声功率和传声损失。基于所建理论模型分析了不同体积分数、材料铺设角度和方式、铺设层数、材料分布类型对结构声辐射和隔声特性的影响。基于建立的复合夹层筋板结构的振动方程,采用附加多个单自由度动力吸振器的方式,理论推导求解了附加分布式动力吸振器的复合夹层筋板结构的横向振动位移,分析了阻尼比、固有频率比、质量比和安装位置对结构调谐频率处的隔声幅值影响,确定了动力吸振器阻尼比、固有频率比、质量比和安装位置参数的最优值。实验设计了一种梁式动力吸振器,通过与实验结果的对比来验证所建模型的有效性。实验对比分析了附加分布式动力吸振器前后对复合夹层筋板结构隔声特性的影响,结果显示本文所设计的梁式分布式动力吸振器对复合夹层筋板结构的隔声曲线幅值有较大提高,其最大增幅在20 dB以上,相比于原结构实现了结构隔声特性在宽频范围的改善。本文的研究可为板类隔声结构在材料组成和结构形式设计上提供理论依据,建立的声振抑制理论模型可用于指导板类隔声结构的宽频声振抑制设计。
赵亚运[3]（2019）在《强脉冲载荷下钛-芳纶蜂窝夹芯板动力学行为研究》文中研究指明脉冲强激光、粒子束辐照,超高速碰撞等会在材料中引发高压冲击波,此类载荷具有脉冲幅值高、持续时间短的特点（一般峰值大于1 GPa,宽度小于1μs）。如何削弱高强度短脉冲载荷造成的破坏受到世界主要国家的广泛关注。新材料、新结构的应用是大幅度提升抗冲击载荷能力的根本方法。芳纶蜂窝材料是一种新型材料,具有密度低、阻燃、耐高温、耐辐射等优良性能,钛合金具有高比强度和优异的耐腐蚀性,是航空航天工业中的重要结构材料,由钛合金板和芳纶蜂窝组成的夹芯板在航空航天工业中有着重要的应用价值。开展钛-芳纶蜂窝夹芯板在强脉冲载荷下的动力学响应研究,揭示其变形与破坏机制,是开展芳纶蜂窝材料工程应用研究和材料设计研究的基础,具有重要的科学意义和工程应用价值。本文以TC4钛合金-芳纶蜂窝夹芯板为对象,采用实验、理论分析和数值模拟相结合的方法,系统地开展了高强度短脉冲载荷下蜂窝夹芯结构塑性动力响应研究。具体研究内容及结果如下:第一,开展了强脉冲载荷下芳纶蜂窝夹芯板动力学行为冲击试验研究。以电炮加载为试验方法,发射超高速聚酯飞片冲击TC4钛合金-芳纶蜂窝夹芯板试件,研究强脉冲载荷作用下芳纶蜂窝夹芯板的变形及失效模式,试验表明:（1）蜂窝在碰撞过程中对应力波起到了缓冲作用,削弱了后面板的应力峰值,减小了后面板的变形和破坏程度;（2）相比自由约束条件,在固定边界条件下,芳纶蜂窝夹芯的破坏程度降低,前面板的层裂阀值速度提高,夹芯板整体抗冲击能力增强。（3）自由面速度曲线回跳信号后的振荡周期并不是材料完全层裂的标志,样品的层裂还有可能处于微孔洞长大和聚集阶段。第二,开展了强脉冲载荷下蜂窝夹芯板动力响应的理论分析。将层裂、冲塞两种模式下夹芯板的动力响应过程分为三个阶段:碰撞与层裂（冲塞）阶段,蜂窝芯层压缩阶段和结构整体响应阶段,并推导了不同阶段能量传递的表达式。基于能量平衡原理,采用拉-弯组合屈服条件,得到了强冲击载荷下夹芯板后面板挠度曲线的近似解。第三,开展了强脉冲载荷下TC4钛合金-芳纶蜂窝夹芯板动力学响应数值计算模型研究。（1）基于试验研究结果,通过蜂窝材料宏观力学性能与细观力学性能之间的定量关系,确定了芳纶蜂窝材料模型与参数;（2）通过对比不同SPH粒子半径对计算效率与可信度影响,建立适用于研究强短脉冲载荷作用下芳纶蜂窝动力学响应的SPH计算模型;并通过对比分析试验结果与数值仿真结果,验证了模型和材料参数的可靠性。（3）基于建立的仿真模型,研究了蜂窝对前面板反射压力的影响,以及芳纶蜂窝夹芯板的抗冲击性能。第四,开展了强脉冲载荷下蜂窝夹芯板动力响应规律研究。以数值计算为研究手段,使用前面确定的材料模型与参数,完成了强脉冲载荷下TC4钛合金-芳纶蜂窝夹芯板动力学响应规律研究。（1）研究了强脉冲载荷下蜂窝夹芯板面板层裂规律,得出:在2000～3000 m/s冲击速度段内,层裂片厚度随着冲击速度的增加而减小,随着面板厚度的提高而增加;并且在压力脉冲衰减过程中,首先衰减峰值脉宽,其次才是脉冲强度;冲击压力计算公式(8bpp仅适用于峰值脉宽在传播过程中未完全衰减的情况。（2）探究了芳纶蜂窝夹芯层在高速冲击载荷下的吸能特性,表明:蜂窝的质量比吸能随着胞元边长的增加而增大,基本不受胞元壁厚的影响;蜂窝的体积比吸能随着胞元边长的增加而减小,随着胞元壁厚的增加而增大;随着冲击速度的提高,蜂窝夹芯层吸收的能量相应增加。（3）在面板背面覆盖0.5 mm和1.0 mm厚度的凯夫拉材料后层裂片速度分别约为未覆盖情况下的50%和30%,层裂片速度大幅降低。
闫棣[4]（2019）在《屈曲问题有限元模拟的随机缺陷法》文中研究指明工程结构屈曲问题的发生很大的影响了结构原有设计承载能力,所以在对结构屈曲问题的判断上,结构设计工程师面对着十分严峻的考验。由于屈曲问题的复杂性,对屈曲问题的理论研究往往局限于一些简单的模型,而对于复杂结构的屈曲和后屈曲问题,理论上一直没有很好的解答。因此为了更好的预测结构屈曲的发生,数值方法被大量的应用,其中有限元方法的应用最为广泛。本文所研究的正是如何基于有限元方法对屈曲进行更为精确计算的问题。通过研究文献和论坛中常见的屈曲模拟方法,发现被大量使用的线性摄动方法存在缺陷和局限性,而很多在此基础之上进行的计算可信性也就有所降低。鉴于这种情况,本文提出一种可操作性更强,计算结果精确度更高,可信性更好的模拟计算方法,即随机缺陷法。围绕着这种方法本文首先探讨了该方法理论上的可行性和工程中的可操作性,随后进行了大量的验证模拟计算,并对比其他模拟方法,说明这种方法的优越性与普适性。在验证方法后,本文使用该方法进行了两个工程实例的计算,体现该方法的实际应用价值,为后续屈曲问题的计算打开思路。本文的主要研究内容有:（1）讨论了常见屈曲模拟方法针对常见屈曲问题的有限元模拟方法进行了总结,并探究其背后的计算原理。在此基础之上,说明了随机缺陷法的理论依据,并给出了使用随机缺陷法的不同途径,提供给读者多种思路。此外,探究了影响随机缺陷法计算精度的影响因素,通过对不同算例大量模拟结果的对比,给出了使用随机缺陷法时选择计算参数的准则。（2）通过有理论解的算例验证随机缺陷法的有效性从简单的算例到复杂的算例,一步一步的去验证随机缺陷法的有效性和优缺点。本文第二章由最简单的压杆稳定问题开始,到薄板屈曲问题,再到弹性地基梁中的屈曲问题,从多方面去验证随机缺陷法的优缺点。通过线性屈曲问题验证随机缺陷法与线性摄动法的一致性,且说明随机缺陷法可以计算高阶屈曲模态问题。随后,通过材料非线性与边界条件非线性问题,说明了线性摄动法的局限性和随机缺陷法的普适性。（3）将随机缺陷法应用到工程实际算例中在做好理论准备后,本文将随机缺陷法运用到工程实际问题中,分别模拟了纤维约束下的矩形脱层屈曲问题和工字梁的整体与局部失稳问题。在使用随机缺陷法时,参照了本文第二章中的一些结论和注意事项,模拟所得结果与理论分析结果相一致。
刘文斌[5]（2018）在《基于实验和数值模拟的CFRP层合板损伤研究》文中指出碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）因具有高比强度、高比模量、可设计性好、制造工艺简单等优点,而广泛应用于航空、航天、航海等领域。但是CFRP层合板的抗冲击性能较差,受冲击后,CFRP层合板内部容易产生基体开裂和分层等损伤,这些损伤会导致结构强度和寿命大幅下降,严重影响其继续使用。本文以CFRP层合板为研究对象,主要研究内容如下:（1）CFRP层合板的静态加载试验及相应的数值模拟:在圆形层合板表面制作反射涂层,达到镜面反射的效果,搭建基于网格反射法的试验平台,测量得到层合板发生弯曲时的相位场、转角场、曲率场和离面位移场;在方形层合板表面制作散斑,搭建基于三维数字图像相关方法（3D-DIC）的试验平台,计算得到层合板表面离面位移场、应变等。将两种试验得到的结果与数值模拟的结果进行对比,验证了反射法与3D-DIC在研究CFRP层合板面内位移时的可靠性,从而可知层合板的弹性参数与经典理论预测的结果相符。（2）CFRP层合板低速冲击试验研究:基于改进的霍普金森压杆,对四周固定的CFRP层合板进行低速冲击试验。采用3D-DIC测量了四种不同铺层的CFRP层合板在低速冲击作用下的动态响应,通过研究层合板在子弹冲击作用下的损伤形式、吸能情况及动态力学响应,来分析铺层方式、子弹形状、冲击速度对层合板抗冲击力学性能的影响。（3）利用ANSYS/LS-DYNA软件对层合板低速冲击试验进行数值模拟,建立了相应的计算模型,结合试验的基本参数对铺层顺序、铺层角度、子弹形状、冲击速度等影响因素进行了分析,得到了相应的变化规律;采用红外线扫描技术对典型损伤的CFRP层合板进行内部损伤检测,并将检测结果与数值模拟结果对比,分析了层合板在冲击作用下的损伤规律。
刘人怀,薛江红[6]（2017）在《复合材料层合板壳非线性力学的研究进展》文中认为复合材料层合板壳是由多种组分材料组合而成.与单一材料的板壳结构相比,它无明确的材料主方向,各层间材料间断和不连续,具有明显的几何非线性和材料非线性等新的特点.其失效模式也远比单一材料的情况复杂,具有如基体开裂、脱胶、分层、分层裂纹偏转、多分层以及分层传播等多种模式.各国学者基于不同的考虑,提出了多种方法研究复合材料层合板壳的失效.首先,在简要介绍了层合板壳线性力学基本理论的基础上,重点回顾了层合板壳结构非线性力学几种基本理论发展的过程,主要阐述了经典大挠度非线性理论、一阶剪切变形理论、高阶剪切变形理论、锯齿理论、广义分层理论的理论体系及基本公式,并对几种理论之间的联系和差异进行了总结;其次,介绍了当前层合结构非线性领域的研究进展,综述了典型复合材料板壳结构的失效机理及优化设计、复合材料板壳结构在复杂环境下的破坏机理、复合材料板壳结构的物理非线性、含脱层纤维增强复合材料板壳结构的破坏机理等各研究热点的最新研究成果;最后,对该领域未来的研究方向进行了展望.
李安庆[7]（2016）在《含应变梯度效应的弹性理论及其应用研究》文中认为微构件是微机电系统中的基本构件,准确掌握微构件的力学行为是实现微机电系统精确控制的基础。对特征尺寸在微米及亚微米量级的构件而言,不论其力学性能还是多场耦合性能均表现出明显尺寸效应。传统理论不能描述微构件力学行为的尺寸效应,已有研究初步证明考虑高阶变形量影响的应变梯度理论可以解释这种尺寸效应。然而,现有应变梯度理论中,有的尺度参量不独立,有的引入了不恰当的平衡条件,有的是近似理论。这些理论描述的微构件力学行为的尺寸效应均不能真实、合理地反映实际情况。因此,无论是从应变梯度理论的发展来说,还是准确描述微构件的力学行为,建立正确合理的有效理论,对微构件的力学性能包括其力电耦合性能进行深入研究是当前的重要研究内容。本文的研究内容主要包括：发展了应变梯度张量的对称／反对称和静水／偏量分解方法,将应变梯度张量分解为两种形式的独立分量。用应变梯度独立分量重构了应变梯度弹性理论的本构方程,构造了各向同性弹性尺度张量。根据高阶张量理论及弹性尺度张量间的约束关系,从理论上证明了独立的尺度参量只有3个,解决了应变梯度弹性理论本构关系的基本理论问题。进而,提出了尺度参量独立的应变梯度弹性理论,发展了独立分量形式的应变梯度理论变分原理,推导了控制方程和边界条件,并给出了正交曲线坐标系下应变梯度理论变形量的可用公式。应用新发展的应变梯度弹性理论,采用平面应变假设,发展了梁弯曲理论。定义了梁弯曲中的轴力、剪力、弯矩、高阶轴力和高阶弯矩,并给出了用这些应力合力量表达的平衡方程和边界条件。具体求解了两种情况下的悬臂梁弯曲问题：一种考虑为平面应变问题,另一种考虑为伯努利-欧拉梁问题。两种情况下的理论分析结果分别与环氧树脂和硅悬臂梁的弯曲实验结果相吻合,验证了新理论的有效性。应用新理论与Aifantis单参数理论分别分析了杆扭转、固定层剪切、薄梁纯弯曲和球体膨胀四个典型问题中的尺寸效应。通过对比两种理论下的分析结果,说明了新理论可统一有效的描述各种变形问题中的尺寸效应,而单参数理论具有局限性,揭示了应变梯度弹性理论包含多尺度参数的必要性。针对微机电系统广泛采用的层复合结构,分别提出了适用于层合微梁和微板的位移模式。应用新发展的位移模式和最小势能原理,建立了双层微梁和微板的尺寸效应模型,推导了相应的平衡方程和边界条件。具体分析了受均布载荷作用的简支双层微梁和四边简支双层微板的弯曲问题。分析结果发现,双层微梁和微板的弯曲挠度及轴向应力均表现出明显的尺寸效应。且当一层微梁或微板厚度远远大于另一层微梁或微板厚度时,双层微梁或微板的挠度变形接近于单层微梁或微板的挠度变形。将尺度参量独立的应变梯度弹性理论拓展到中心对称介电材料,发展了只包含3个独立尺度参量和2个挠曲电耦合参量的挠曲电理论。给出了内能密度函数的具体表达形式以及独立分量形式的本构关系。发展了独立分量形式的挠曲电理论变分原理,推导了控制方程和边界条件,给出了广义静电力的表达形式。新发展的挠曲电理论同时考虑了尺寸效应、极化梯度效应和正逆挠曲电效应的影响。通过理论推证发现,并非所有的应变梯度量都能诱导极化,而是只有膨胀梯度和偏转动梯度的反对称部分能够诱导极化,拉伸梯度和偏转动梯度的对称部分不能诱导极化。应用新发展的挠曲电理论,建立了伯努利-欧拉梁和基尔霍夫圆板的挠曲电效应模型,给出了平衡方程和边界条件。分别针对自由端受集中力和上下表面间受电压作用的悬臂梁以及受均布载荷和上下表面间受电压作用的简支轴对称圆板,研究了悬臂梁和简支轴对称圆板的正逆挠曲电效应特性。研究发现,悬臂梁和简支轴对称圆板的正逆挠曲电效应均表现出明显尺寸依赖性,且随着挠曲电耦合系数的减小而减弱,特别的当挠曲电耦合系数为零时,正逆挠曲电效应消失。本文提出的应变梯度弹性理论及挠曲电理论能够有效预测微构件力学性能的尺寸效应及力电耦合性能的挠曲电效应。研究成果对MEMS产品的设计分析、性能预测和实验研究都具有重要的指导意义。
魏莹莹[8]（2016）在《碳纤维增强复合材料孔加工缺陷产生机理、评价与工艺优化研究》文中进行了进一步梳理碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称为CFRP）,由于其具有比强度高、比刚度大、热膨胀系数小、抗疲劳性好、耐腐蚀性强、性能可设计等诸多优点,被广泛应用于航空航天、国防及汽车等多个行业。特别是随着复合材料制备和加工技术水平的提高,它越来越多地应用于飞机结构制造中,成为制造大飞机的主体结构材料。结构件通常是通过孔连接来完成最终装配,由于装配孔数量巨大,钻削成为复合材料装配过程中工作量最繁重的机械加工工序。由于碳纤维增强复合材料是由基体材料和碳纤维增强材料混合而成,而基体材料的强度小、硬度低、粘性大,碳纤维材料的强度高、硬度高,所以CFRP复合材料的力学性能呈各向异性,层间强度低于层内强度,导致其在材料去除过程中会出现不协调。具体表现为:在强度较高的方向上,材料会发生分离困难;而在强度较低的方向上,材料容易沿该方向发生缺陷。因此,结合刀具材料和刀具形态、纤维各向异性及加工参数等,研究CFRP复合材料钻削过程中的缺陷产生力学机制、缺陷产生条件和评价方法、以及孔加工工艺优化,对航空用碳纤维复合材料的发展和生产应用有较大的促进作用和实际意义。本文首先从碳纤维复合材料的钻削机理出发,分析了碳纤维复合材料在不同纤维方向角下的切断机理,并针对碳纤维复合材料钻削过程中的四种常用刀具:CVD金刚石涂层三尖钻、CVD金刚石涂层多面钻、硬质合金麻花钻以及硬质合金匕首钻进行了钻削试验,结合钻削后不同纤维方向角处孔壁的SEM成像研究了使用不同刀具钻削后制孔孔壁的表面形貌和缺陷特征。同时对毛刺、撕裂、分层等碳纤维复合材料钻削中常见缺陷的产生机理进行了分析。而后结合薄壁圆板的板壳理论,对钻削分层缺陷进行了力学建模,分析了发生钻削分层的临界轴向力与钻头载荷分布、孔径以及碳纤维复合材料强度之间的关系,并计算了不同钻头发生分层的临界轴向力。通过力学模型发现,钻削过程中钻削轴向力的分布越向钻头中心集中,越容易发生分层损伤,钻削轴向力的分布越均衡于整个孔域,越不容易发生分层缺陷。在钻削试验用的四把刀具中,匕首钻钻削时最不容易发生分层缺陷,三尖钻钻削时最容易发生分层缺陷。其次,对缺陷机理进行分析的目的是为了有效控制缺陷的产生,但控制缺陷的前提是有一套能对碳纤维复合材料缺陷进行准确评价的体系,因而本文分别提出了对毛刺、撕裂、分层的评价方法,并以此为基础提出了一种能对钻削缺陷进行总体评估的综合评价方法。基于碳纤维复合材料孔出口处的光学显微镜成像和碳纤维材料内部分层的超声C扫描成像,应用所提出的缺陷评价方法,本文分析了钻削缺陷随刀具和钻削参数的改变而产生的变化规律,同时针对不同钻头分别给出了为获得最少缺陷应选取的钻削参数范围,并发现四把钻头中,CVD金刚石涂层多面钻在保证获得优质钻削加工质量的前提下加工效率最高。此后,本文对碳纤维复合材料小孔径的制孔工艺展开了进一步研究。在小孔工艺的研究过程中,结合钻削轴向力和钻削参数之间的试验数据和数值拟合结果,分析了不同刀具钻削力随参数的变化特征,结合钻削温度的变化特征和缺陷机理分析的结果,对小孔的制孔工艺参数进行了优化,并根据优化后的工艺参数再次进行了钻削试验,同时基于试验结果分析了工艺对孔径和粗糙度的过程能力,验证了小孔制孔工艺的合理性。最后本文在大孔制孔工艺的研究过程中,对钻扩铰各道工序的钻削力和孔壁形貌进行了分析,并以此为基础优化了大孔的制孔工序。并且通过钻削试验研究了采用该优化工序后各刀具的稳定性,同时对钻削轴向力与材料去除率及制孔数之间的关系进行了数值拟合,在拟合结果的指导下对各工序的换刀方案进行了制定。而后对最终优化的大孔制孔工艺进行了钻削试验,并结合工艺关于孔径和粗糙度的过程能力分析,验证了大孔制孔工艺的合理性。此后在对大孔制孔工艺优化分析的基础上,提出了一种碳纤维复合材料大直径孔专用钻扩铰刀具的设计方法,给出了大直径孔制作过程中各工序间加工余量与分层临界轴向力之间的解析关系,提供了刀具设计过程中相邻工序的加工余量选取准则,保证了所设计刀具在钻削过程中钻削轴向力始终小于发生分层的临界值,从而达到减小碳纤维增强复合材料大直径孔内部分层缺陷并且提高加工效率的目的。
王青山[9]（2016）在《任意边界条件下复合材料回转类中厚板壳及耦合结构振动特性研究》文中认为复合材料回转类中厚板壳结构作为独立构件或者相应的耦合结构在航空航天、船舶工程、石化容器、飞机工业、土木建筑、火箭及铁路交通等工程领域内具有广泛的应用背景,其相关的振动特性研究也一直是这些领域内研究的一个重要内容。在实际的工程应用中,理想的经典边界条件并不存在,而弹性边界或者点支撑边界往往更具有一般适用性。对于目前的求解分析方法而言,针对不同的边界条件需要设置不同类型的位移容许函数表达式来适应边界条件的变化。然而,即使对于最为简单的结构而言,其经典边界条件形式较多,例如板结构的经典边界条件就多达上百种,这对于开展实际结构工程参数化研究而言非常的繁琐和不利。因此,本文建立任意边界条件下的复合材料回转类中厚板壳及耦合结构的振动特性统一分析模型,并开展此类工程结构参数化研究是具有切实的理论意义和实用价值一个研究课题。本文围绕复合材料回转类中厚板壳及耦合结构的振动特性研究,开展了如下研究工作:对改进傅里叶级数基本原理进行了详细的阐述,并将本文研究方法的相关特性和优势与其它方法进行了对比分析。基于结构振动特性常用弹性理论的适用性讨论,给出了一阶剪切变形理论对于中厚结构振动特性厚度比的具体计算范围。通过上述的研究,给出了任意边界条件下复合材料结构振动特性的基本分析理论,并以复合材料层合直梁为例,通过数值算例验证了其有效性和正确性。提出了任意边界条件下复合材料回转类中厚板结构的振动特性统一分析模型。板的相关位移场函数采用二维傅里叶余弦级数加四项多项式辅助函数与一维傅里叶余弦级数的乘积形式。其中,四项多项式辅助函数引入的目的是消除各边界处的不连续性。在结构的边界处,通过引入包含三组线性位移弹簧和两组旋转弹簧支撑的人工虚拟边界技术来模拟结构的相关边界力大小,通过设置不同类型的弹性刚度系数值,就可获得结构的任意边界条件。此外,当扇形板的角度为2π时,在耦合边界处需要引入包含相关耦合弹簧的人工虚拟耦合技术来满足相应的连续性条件,进而构造环板和圆板模型。结构的振动特性将通过求解一个标准的线性方程组而简单得到。通过大量的数值算例分析,验证了本文构建的统一分析模型具有良好的收敛特性,同时也证明了该模型可以统一的对环扇形板、圆扇形板、环板和圆板的振动特性进行预测。此外,本文还给出了关于复合材料层合和功能梯度环扇形板、圆扇形板、环板和圆板的一些新的计算结果。通过大量文献调研来看,这些结果还未在公开发表的文献中给出,可以作为基准结果给未来研究方法提供对比。根据一阶剪切变形理论和改进傅里叶级数方法建立了复合材料回转类锥/柱/球壳和双曲率壳结构在任意边界条件下振动特性统一分析模型。采用二维改进傅里叶级数来表示结构的位移函数,采用人工虚拟边界技术和人工虚拟耦合技术来模拟任意边界条件以及耦合位置处的相关连续性条件。任意边界条件下的结构振动特性可以通过求解一个标准特征值问题而全部获得。在实际应用过程中,该模型不需要像其它方法那样对边界条件等参数进行假设,所以便于参数化研究。数值结果证明了复合材料回转类中厚壳结构统一分析模型具有良好的收敛特性和计算精度。与现有求解方法相比,当壳类结构的几何参数或者边界条件发生变化时,该方法只需要修改程序的初始化参数,而无需对核心的求解代码进行重新编程。在此基础上,本文给出了复合材料双曲率壳体结构在不同几何参数以及边界条件下的模态频率参数,从大量的文献调研来看,这些计算结果之前未曾发表,因此可以作为未来其它数值研究方法的对比数据,同时也丰富了现有的数值结果。此外,还对回转类壳体结构的振动特性开展了参数化研究,研究结果表明结构的边界约束条件、几何参数和相关的材料参数对结构振动的特性影响是相互关联的。在对单一结构研究的基础上,建立了任意边界条件和耦合条件下的复合材料回转类耦合结构系统的振动特性统一分析模型,其中,各子结构的线性位移和旋转位移场函数都采用改进的二维傅里叶级数进行表示,模型中的各个边界条件全部为任意弹性刚度系数弹性支撑,不存在现有文献中对于边界条件的束缚;在子结构耦合位置处,通过沿公共边界处一致（或函数）分布的三组线性位移弹簧和两组旋转约束耦合弹簧的弹性耦合器来满足扭矩、弯矩、横向剪切力、面内剪切力和面内纵向力五种耦合效应,通过设置它们不同的刚度系数来满足任意的弹性耦合条件。所有子结构位移场函数中的未知展开系数可以看作广义变量,结合基于能量变分原理的里兹法对其求极值,进而得到耦合结构的振动特性求解方程。通过对不同材料形式下耦合结构振动特性进行分析,并以有限元计算结果作为基准,验证了本文所建立的统一分析模型具有收敛速度快、数值稳定性好、计算准确以及求解精度高等优点。与现有大多数求解模型相比,当结构的边界或者耦合条件及几何参数发生变化时,求解方法或者程序不需要做任何改动。此外,由于本文对于复合材料耦合结构的相关参数化研究结果之前未曾得到过,可以将它作为其它研究方法的校对数据,也可以为此类耦合结构的设计提供理论数据支撑。
王玉槐[10]（2016）在《金属板材三点渐进成形技术基础研究》文中提出金属板材成形广泛应用于制造业。传统的成形工艺依赖模具,周期长,效率低,费用高,难以适应小批量、多品种和新品试制的需要。单点渐进成形（Single Point Incremental Forming,SPIF）无需模具,柔性好,成本低,适宜于小批量、个性化的产品加工,引起了全世界研究人员的普遍关注。然而,单点渐进成形受制于其成形几何精度不高、变形控制措施缺乏等因素,在实际应用中存在一些问题。为提高渐进成形精度,从缩小变形区并控制局部变形的角度出发,本文研究了三点渐进成形（Three Opposite Points Incremental Forming,TOPIF）,重点研究了其变形过程及机理、工艺参数选取和成形实验。主要研究工作如下:（1）研究并分析了三点渐进成形的局部塑性变形和弹性弯曲变形。基于锥形屈服和变形约束条件,分析了局部变形分布及其对整体成形形状的影响;进而,提出了等效加工层模型的概念,并据此建立了等效简支圆板模型,求解了等效成形层弹性挠度的表达形式,实现了弹性弯曲变形分析,得到了三点渐进成形弹性变形比塑性变形较小的结论。通过对单点和三点渐进成形分别进行局部塑性变形和等效加工层弹性弯曲变形分析,理论解释了三点渐进成形比单点渐进成形精度高、局部变形易于控制的原因。（2）研究并探讨了三点渐进成形等效加工层的塑性变形力学特征。利用薄膜分析理论和平面应变条件,建立了描述变形规律的力学方程,求解了等效虚拟应力应变,分析了其变形状态和变形方式,为理解其变形机理本质和指导路径规划、工艺参数设计提供了理论依据。（3）研究了基于法向渐变屈服的三点渐进成形变形基本算法。通过分析初始板材到目标形状映射的变形轨迹,求解了变形过程中的分层塑性位移,计算了任一节点的变形过程及历史位移等信息,为预测几何形状和板材减薄提供了基础依据。（4）研究并建立了基于LS-DYNA的三点渐进成形数值分析方法,并以此为基础探讨了其变形机理和特点。基于增量理论和塑性势关联算法,实现了锥台件成形的有限元模拟。锥台件的仿真结果验证了所提等效加工层模型、法向屈服变形算法和平面应变等力学特征的正确性,证实了三点渐进成形精度高、局部变形范围小、变形控制有效。探讨了其变形主要模式是弯曲、挤压和剪切的联合作用,分析了其根本原因在于对顶式辅助工具头和支撑工具头的引入。（5）实验研究了工艺参数对三点渐进成形质量的影响,归纳了工艺参数选取的一般原则。基于离散定义域内线性插值,实现了等高线加工轨迹规划。利用实验研究了进给量、工具头等对几何轮廓和表面质量的影响。基于目标曲面的数学描述,利用法向渐变屈服的变形映射关系,建立了板厚计算的全新表达形式。通过锥台件在几何精度、主应变、板厚及表面质量等方面的理论研究、数值分析和实验结果的比较,验证了本文所做的理论分析及方法的正确性。最后,探讨了椭球面件、凹凸特征件等复杂零件的成形实验和方法。
二、集中载荷作用下层合厚圆板的轴对称弯曲（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、集中载荷作用下层合厚圆板的轴对称弯曲（论文提纲范文）
（1）梯度三明治梁的塑性理论及大变形分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 梯度材料力学行为的研究现状 |
| 1.2.2 梯度夹芯结构力学行为的研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 2 均匀梁的塑性行为 |
| 2.1 塑性屈服条件 |
| 2.2 平衡方程 |
| 2.3 集中力作用的简支梁 |
| 2.3.1 最大横向位移小于梁高的一半 |
| 2.3.2 最大横向位移不小于梁高的一半 |
| 2.4 集中力作用的固支梁 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 梯度材料梁的塑性行为 |
| 3.1 梯度材料梁的屈服准则 |
| 3.1.1 梯度分层模型 |
| 3.1.2 屈服准则的建立 |
| 3.1.3 不同梯度形式的梯度材料梁的屈服面 |
| 3.2 梯度材料梁的大挠度响应 |
| 3.2.1 初始塑性中性面位于II或III子层 |
| 3.2.2 初始塑性中性面位于I或IV子层 |
| 3.3 有限元分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 梯度芯材夹芯梁的塑性行为 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 分析模型 |
| 4.2.1 广义屈服准则 |
| 4.2.2 广义屈服准则的退化 |
| 4.2.3 大变形控制方程 |
| 4.3 数值结果与讨论 |
| 4.3.1 梯度芯材夹芯梁 |
| 4.3.2 表面强化夹芯梁 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）复合夹层筋板结构声振特性分析及抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 加筋板壳结构声振特性研究现状 |
| 1.3 夹层板壳结构声振特性研究现状 |
| 1.4 复合材料结构声振特性研究现状 |
| 1.5 板类结构声振抑制研究现状 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 第2章 热源环境下夹层板结构声振特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 夹层板的几何构形和材料特性 |
| 2.3 热源环境下夹层板的振动控制方程 |
| 2.4 夹层板结构的振动声学响应 |
| 2.5 模型验证 |
| 2.5.1 热载荷下夹层板固有频率验证 |
| 2.5.2 夹层板声学模型验证 |
| 2.6 夹层板结构声振数值计算与讨论 |
| 2.6.1 结构参数对声学响应的影响 |
| 2.6.2 材料参数对声学响应的影响 |
| 2.6.3 均布载荷对声学响应的影响 |
| 2.6.4 温度载荷对声学响应的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 弹性地基下夹层筋板声振特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弹性地基下夹层板的振动控制方程 |
| 3.3 夹层筋板的振动控制方程 |
| 3.4 夹层筋板的振动声学响应 |
| 3.5 模型验证 |
| 3.5.1 点阵夹层板固有频率验证 |
| 3.5.2 点阵夹层筋板声学模型验证 |
| 3.6 夹层筋板结构声振数值计算与讨论 |
| 3.6.1 不同结构类型对声学响应的影响 |
| 3.6.2 材料损耗因子对声学响应的影响 |
| 3.6.3 不同夹芯类型对声学响应的影响 |
| 3.6.4 结构参数对热屈曲的影响 |
| 3.6.5 不同结构参数对声学响应的影响 |
| 3.6.6 不同弹性地基参数对声学响应的影响 |
| 3.6.7 不同温度载荷对声学响应的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 复合功能梯度板结构振动特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合功能梯度板的几何构形和材料特性 |
| 4.3 复合功能梯度板的动力学方程 |
| 4.4 复合功能梯度板固有频率验证 |
| 4.5 复合功能梯度板数值结果与分析 |
| 4.5.1 结构参数和材料分布类型对弯曲特性的影响 |
| 4.5.2 铺设方式和层数对弯曲特性的影响 |
| 4.5.3 温度载荷和弹性地基参数对弯曲特性的影响 |
| 4.5.4 结构参数和材料分布类型对固有频率的影响 |
| 4.5.5 铺设方式和弹性地基参数对固有频率的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 外部流场作用下复合夹层筋板结构声振特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合功能梯度板的振动声学响应 |
| 5.3 复合夹层筋板声学模型验证 |
| 5.4 复合夹层筋板结构声振数值计算与讨论 |
| 5.4.1 不同结构类型对声学响应的影响 |
| 5.4.2 不同材料分布类型对声学响应的影响 |
| 5.4.3 不同体积分数对声学响应的影响 |
| 5.4.4 不同铺设层数对声学响应的影响 |
| 5.4.5 不同铺设方式和角度对声学响应的影响 |
| 5.4.6 外部均匀流体对声学响应的影响 |
| 5.4.7 不同温度载荷对声学响应的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 复合夹层筋板结构声振抑制研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 附加动力吸振器复合加筋板振动控制方程 |
| 6.3 复合夹层筋板结构声振抑制计算与讨论 |
| 6.3.1 动力吸振器参数对声学响应的影响 |
| 6.3.2 分布式动力吸振器对声学响应的影响 |
| 6.4 分布式动力吸振器声振抑制实验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）强脉冲载荷下钛-芳纶蜂窝夹芯板动力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 蜂窝夹芯结构 |
| 1.2.1 蜂窝夹芯板的结构性能 |
| 1.2.2 蜂窝夹芯板的应用 |
| 1.3 夹芯板动态实验测试技术 |
| 1.3.1 弹道冲击摆装置 |
| 1.3.2 霍普金森压杆装置 |
| 1.3.3 气体炮装置 |
| 1.4 夹芯板动力学响应的研究现状 |
| 1.4.1 试验研究 |
| 1.4.2 理论分析研究 |
| 1.4.3 数值模拟研究 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2 强脉冲载荷下芳纶蜂窝夹芯板动力响应试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试件与试验设置 |
| 2.2.1 试件 |
| 2.2.2 试验设置 |
| 2.3 试验结果 |
| 2.3.1 量化结果:冲量、速度 |
| 2.3.2 变形及失效模式 |
| 2.4 分析与讨论 |
| 2.4.1 夹芯板与质量等效板的对比分析 |
| 2.4.2 冲击速度的影响 |
| 2.4.3 边界条件的影响 |
| 2.4.4 钛合金面板层裂特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 强脉冲载荷下蜂窝夹芯板动力响应理论分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同强度载荷下夹芯板的动力响应及能量传递过程 |
| 3.2.1 前面板冲塞 |
| 3.2.2 前面板层裂 |
| 3.2.3 应用分析 |
| 3.3 基于能量平衡的理论分析模型 |
| 3.3.1 简化分析模型 |
| 3.3.2 拉-弯组合屈服条件 |
| 3.3.3 分析模型求解 |
| 3.3.4 参数影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于内部结构模型的芳纶蜂窝夹芯板强脉冲冲击仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SPH基本理论 |
| 4.2.1 核估计与粒子近似 |
| 4.2.2 SPH形式的冲击动力学基本方程 |
| 4.3 模型描述 |
| 4.3.1 材料模型 |
| 4.3.2 SPH粒子尺寸确定 |
| 4.3.3 离散模型 |
| 4.4 计算结果与分析 |
| 4.4.1 模型可靠性分析 |
| 4.4.2 冲击及结构动态响应过程 |
| 4.4.3 蜂窝对前面板反射压力的影响 |
| 4.4.4 蜂窝夹芯板和质量等效板的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 强脉冲载荷下蜂窝夹芯板响应规律研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 强脉冲载荷下蜂窝夹芯板面板层裂数值分析 |
| 5.2.1 模型与参数 |
| 5.2.2 层裂判断与结果验证 |
| 5.2.3 飞片速度对层裂特性的影响 |
| 5.2.4 面板厚度对层裂特性的影响 |
| 5.2.5 脉冲宽度对层裂特性的影响 |
| 5.3 蜂窝夹芯层的冲击吸能特性 |
| 5.3.1 有限元模型 |
| 5.3.2 胞元壁厚对吸能特性的影响 |
| 5.3.3 胞元边长对吸能特性的影响 |
| 5.3.4 冲击速度对吸能特性的影响 |
| 5.4 强脉冲载荷下芳纶蜂窝夹芯板防护设计的初步探讨 |
| 5.4.1 前面板层裂/冲塞的能量对比 |
| 5.4.2 前面板层裂防护措施 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 本文创新 |
| 6.3 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文与成果 |
（4）屈曲问题有限元模拟的随机缺陷法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 .引言 |
| 1.1.1 稳定问题的基本理论 |
| 1.1.2 工程中的屈曲问题 |
| 1.1.3 屈曲基本问题及研究现状 |
| 1.2 .有限元屈曲分析 |
| 1.2.1 线性摄动分析 |
| 1.2.2 New-Raphson法与弧长法计算屈曲问题 |
| 1.3 .本文的主要内容及研究方法 |
| 1.3.1 本文的研究背景 |
| 1.3.2 本文的研究内容和研究方法 |
| 第二章 随机缺陷法 |
| 2.1 .随机缺陷法由来与使用 |
| 2.1.1 随机缺陷法由来 |
| 2.1.2 随机缺陷法的使用方法及注意事项 |
| 2.2 .两端铰支细长杆屈曲问题的模拟 |
| 2.2.1 线性屈曲方法模拟压杆多阶屈曲 |
| 2.2.2 随机缺陷法模拟压杆多阶屈曲 |
| 2.2.3 随机缺陷法模拟非线性材料压杆屈曲 |
| 2.2.4 压杆稳定问题的总结 |
| 2.3 .四边铰支薄板屈曲问题的模拟 |
| 2.3.1 四边铰支薄板屈曲问题 |
| 2.3.2 四边铰支薄板屈曲问题模拟结果 |
| 2.3.3 四边铰支薄板屈曲问题的总结 |
| 2.4 .弹性地基梁的屈曲问题模拟 |
| 2.4.1 嵌入于地基中的梁 |
| 2.4.2 搁置于地基表面的梁 |
| 2.4.3 弹性地基梁屈曲问题的总结 |
| 第三章 纤维约束脱层屈曲的数值模拟 |
| 3.1 .纤维约束下脱层问题 |
| 3.1.1 脱层问题由来及研究现状 |
| 3.1.2 纤维约束下脱层问题的理论 |
| 3.2 .纤维约束下一维脱层屈曲问题的数值模拟 |
| 3.3 .纤维约束下二维矩形脱层屈曲问题的数值模拟 |
| 3.3.1 纤维约束下穿透型矩形脱层屈曲的数值模拟 |
| 3.3.2 纤维约束下非穿透型矩形脱层屈曲的数值模拟 |
| 3.4 .本章总结 |
| 第四章 工字梁稳定性的数值模拟 |
| 4.1 .工字梁整体稳定性 |
| 4.1.1 工字梁的整体稳定性特点与应用 |
| 4.1.2 工字梁整体稳定性的研究现状 |
| 4.2 .工字梁整体稳定性理论研究 |
| 4.2.1 上翼缘横向集中力作用下工字梁的整体稳定性 |
| 4.2.2 上翼缘横向均布载荷作用下工字梁整体稳定性 |
| 4.3 .工字梁在跨中集中载荷作用下整体稳定性模拟 |
| 4.3.1 工字梁分析模型的建立 |
| 4.3.2 简支工字梁跨中集中载荷作用下整体失稳的模拟结果 |
| 4.3.3 两端固支工字梁跨中集中载荷作用下整体失稳的模拟结果 |
| 4.4 .悬臂工字梁在纯弯矩作用下稳定性模拟 |
| 4.5 .总结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 .主要结论 |
| 5.2 .研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（5）基于实验和数值模拟的CFRP层合板损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 CFRP国内外研究现状 |
| 1.2.1 CFRP试验研究现状 |
| 1.2.2 CFRP数值模拟研究现状 |
| 1.3 光测力学常用试验方法 |
| 1.3.1 光测力学简介 |
| 1.3.2 光反射法 |
| 1.3.3 数字图像相关方法 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 实验方法及相应理论的介绍 |
| 2.1 CFRP层合板的结构特点及基本理论 |
| 2.2 薄板理论 |
| 2.3 光反射法原理 |
| 2.4 数字图像相关方法 |
| 2.5 红外热成像扫描原理 |
| 2.6 CFRP层合板冲击损伤机理及准则 |
| 第3章 CFRP层合板静态加载试验及静态模拟 |
| 3.1 试验件的制作及静态模拟参数的选定 |
| 3.1.1 试验件的基本参数 |
| 3.1.2 试验件的制作方法 |
| 3.1.3 静态模拟的基本参数 |
| 3.2 试验装置及原理的介绍 |
| 3.2.1 光反射试验 |
| 3.2.2 3D-DIC试验 |
| 3.3 试验操作 |
| 3.3.1 光反射试验 |
| 3.3.2 3D-DIC试验 |
| 3.4 试验与模拟结果分析 |
| 3.4.1 反射法试验结果 |
| 3.4.2 3D-DIC方法试验结果 |
| 3.4.3 试验结果与数值模拟结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 CFRP层合板在低速冲击下的动态响应 |
| 4.1 CFRP层合板低速冲击试验研究 |
| 4.2 相同冲击速度下不同铺层层合板的力学响应 |
| 4.2.1 不同铺层层合板表面损伤分析 |
| 4.2.2 不同铺层层合板变形场分析 |
| 4.3 不同速度冲击下层合板的动态力学响应 |
| 4.3.1 层合板离面位移分析 |
| 4.3.2 层合板表面损伤与能量分析 |
| 4.4 不同形状子弹冲击下层合板的动态力学响应 |
| 4.4.1 层合板表面损伤分析 |
| 4.4.2 层合板变形场分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 CFRP层合板冲击实验的数值模拟与红外损伤检测 |
| 5.1 子弹冲击层合板的数值模拟方法 |
| 5.1.1 LS-DYNA简介 |
| 5.1.2 数值模拟的基本思路 |
| 5.1.3 本构模型及失效准则 |
| 5.1.4 材料模型 |
| 5.1.5 几何模型 |
| 5.1.6 定义约束和接触 |
| 5.2 数值模拟与红外损伤检测结果对比 |
| 5.3 子弹速度及形状对层合板冲击响应的影响 |
| 5.3.1 子弹速度对层合板冲击响应的影响 |
| 5.3.2 子弹形状对层合板冲击响应的影响 |
| 5.4 不同铺层方式对层合板冲击响应的影响 |
| 5.4.1 不同铺层角度对层合板冲击响应的影响 |
| 5.4.2 不同铺层顺序对层合板冲击响应的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要研究内容总结 |
| 今后的工作计划 |
| 参考文献 |
| 攻读学位论文期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（6）复合材料层合板壳非线性力学的研究进展（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 复合材料层合板壳非线性理论 |
| 1.1 经典大挠度弯曲理论 |
| 1.2 一阶剪切变形理论 |
| 1.3 高阶剪切变形理论 |
| 1.4 锯齿理论 |
| 1.5 广义分层理论 |
| 2 复合材料层合板壳非线性力学性能 |
| 2.1 典型复合材料板壳结构的失效机理及优化设计 |
| 2.2 复合材料板壳结构在复杂环境下的破坏机理 |
| 2.3 复合材料板壳结构的物理非线性特性 |
| 2.4 含脱层纤维增强复合材料板壳结构的破坏机理 |
| 3 研究展望 |
| 3.1 等效单层板壳理论与多层板壳理论相结合的理论分析法 |
| 3.2 含损伤复合材料板壳结构在复杂环境下的失效分析 |
| 3.3 不完善复合材料层合板壳结构的可靠性与优化设计 |
（7）含应变梯度效应的弹性理论及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微构件尺寸效应的实验研究 |
| 1.2.2 应变梯度理论的发展 |
| 1.2.3 挠曲电理论的发展 |
| 1.2.4 微构件尺寸效应的理论研究 |
| 1.2.5 存在的主要问题 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 尺度参量独立的应变梯度弹性理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 应变梯度理论的基本框架 |
| 2.3 高阶变形与高阶应力张量的正交分解 |
| 2.3.1 对称/反对称分解 |
| 2.3.2 静水/偏量分解 |
| 2.4 独立尺度参量个数的证明 |
| 2.4.1 应变梯度张量形式的本构关系 |
| 2.4.2 应变梯度独立分量形式的本构关系 |
| 2.4.3 独立尺度参量的个数 |
| 2.5 独立尺度参量表示的本构关系 |
| 2.5.1 高阶张量形式 |
| 2.5.2 独立分量形式 |
| 2.6 平衡方程和边界条件 |
| 2.7 正交曲线坐标系下的应变梯度弹性理论 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 尺度参量独立的应变梯度弹性理论有效性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 应变梯度梁的平面应变弯曲理论 |
| 3.3 自由端受集中力作用的悬臂梁弯曲 |
| 3.3.1 悬臂梁的平面弯曲模型 |
| 3.3.2 悬臂梁的伯努利-欧拉弯曲模型 |
| 3.4 悬臂梁弯曲的理论分析与实验对比 |
| 3.4.1 环氧树脂悬臂梁 |
| 3.4.2 硅悬臂梁 |
| 3.5 几个典型问题中的尺寸效应 |
| 3.5.1 杆扭转 |
| 3.5.2 固定层剪切 |
| 3.5.3 薄梁纯弯曲 |
| 3.5.4 球体膨胀 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 双层微构件尺寸效应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 双层微梁弯曲特性的尺寸效应 |
| 4.2.1 双层梁的位移模式 |
| 4.2.2 双层微梁的尺寸效应模型 |
| 4.2.3 受均布载荷作用的简支梁弯曲 |
| 4.3 双层微板弯曲特性的尺寸效应 |
| 4.3.1 双层微板的尺寸效应模型 |
| 4.3.2 受均布载荷作用的简支板弯曲 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 应变梯度独立分量形式的挠曲电理论 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 挠曲电理论的基本框架 |
| 5.3 本构关系 |
| 5.4 平衡方程和边界条件 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 微构件挠曲电效应研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微梁的挠曲电效应 |
| 6.2.1 微梁挠曲电效应的伯努利-欧拉模型 |
| 6.2.2 悬臂梁的正挠曲电效应 |
| 6.2.3 悬臂梁的逆挠曲电效应 |
| 6.3 微板的挠曲电效应 |
| 6.3.1 微圆板挠曲电效应的基尔霍夫模型 |
| 6.3.2 简支轴对称圆板的正挠曲电效应 |
| 6.3.3 简支轴对称圆板的逆挠曲电效应 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 附录A 应变梯度分量正交性证明 |
| 附录B 圆柱坐标系和球坐标下应变梯度弹性理论变形量表达 |
| B.1 圆柱坐标系 |
| B.2 球坐标系 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）碳纤维增强复合材料孔加工缺陷产生机理、评价与工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 论文中主要符号的意义 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 CFRP复合材料的加工特性 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 CFRP复合材料力学建模和切削机理 |
| 1.3.2 CFRP复合材料孔加工缺陷产生机理研究 |
| 1.3.3 CFRP复合材料孔加工缺陷评价方法 |
| 1.3.4 CFRP复合材料制孔刀具和工艺优化研究 |
| 1.4 课题的来源 |
| 1.5 问题的提出 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 碳纤维增强复合材料钻削缺陷产生机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 碳纤维增强复合材料切削机理 |
| 2.3 碳纤维增强复合材料钻削缺陷分类 |
| 2.3.1 毛刺和撕裂 |
| 2.3.2 分层 |
| 2.3.3 其它缺陷 |
| 2.4 CFRP复合材料钻削孔壁缺陷机理分析 |
| 2.4.1 试验材料和刀具 |
| 2.4.2 试件制备 |
| 2.4.3 不同纤维方向的钻削孔壁微观形貌和缺陷分析 |
| 2.5 碳纤维增强复合材料钻削分层力学机制 |
| 2.5.1 不同钻头下对应的载荷分布分析 |
| 2.5.2 钻削分层力学模型的建立 |
| 2.5.3 Ⅰ类载荷作用下的分层模型 |
| 2.5.4 Ⅱ类载荷作用下的分层模型 |
| 2.5.5 不同钻头对应临界轴向力的计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 碳纤维增强复合材料钻削缺陷评价方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制孔缺陷评价方法的提出 |
| 3.2.1 制孔缺陷评价方法 |
| 3.2.2 制孔缺陷综合评价方法 |
| 3.3 制孔缺陷试验研究 |
| 3.3.1 制孔试验和结果 |
| 3.3.2 毛刺缺陷分析 |
| 3.3.3 分层缺陷分析 |
| 3.3.4 撕裂缺陷分析 |
| 3.3.5 综合缺陷分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳纤维增强复合材料小孔径加工工艺优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验准备 |
| 4.3 不同钻头的孔加工过程分析 |
| 4.4 碳纤维增强复合材料钻削工艺优化 |
| 4.4.1 钻削轴向力分析 |
| 4.4.2 钻削温度分析 |
| 4.4.3 钻削缺陷的力热耦合分析 |
| 4.4.4 钻削分层力学模型验证 |
| 4.5 小孔径制孔优化工艺过程能力分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 碳纤维增强复合材料大孔径加工工艺优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验刀具和准备 |
| 5.3 大孔径制孔过程分析和工序优化 |
| 5.3.1 不同刀具的制孔过程分析 |
| 5.3.2 大孔径制孔工序优化 |
| 5.3.3 孔加工表面形貌分析 |
| 5.4 大孔径制孔刀具稳定性分析 |
| 5.4.1 优化工序下制孔轴向力稳定性分析 |
| 5.4.2 刀具稳定性数值建模 |
| 5.5 大孔径制孔优化工艺过程能力分析 |
| 5.6 CFRP复合材料大孔径加工刀具设计 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间已公开或申请的专利 |
| 致谢 |
（9）任意边界条件下复合材料回转类中厚板壳及耦合结构振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景和意义 |
| 1.2 复合材料基本形式 |
| 1.2.1 纤维增强复合材料 |
| 1.2.2 功能梯度材料 |
| 1.3 复合材料回转类板壳结构振动特性研究进展 |
| 1.3.1 回转类板结构振动特性 |
| 1.3.2 回转类锥/柱/球壳结构振动特性 |
| 1.3.3 回转类双曲率壳结构振动特性 |
| 1.4 复合材料回转类耦合结构的研究进展 |
| 1.5 现有研究的不足 |
| 1.6 论文的主要研究内容及组织结构 |
| 1.6.1 论文的研究内容 |
| 1.6.2 论文的组织框架 |
| 第2章 任意边界条件下复合材料结构振动特性分析理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 典型复合材料的力学特征 |
| 2.3 改进傅里叶级数基本原理 |
| 2.4 结构振动求解形式 |
| 2.4.1 强解形式求解过程 |
| 2.4.2 弱解形式求解过程 |
| 2.5 任意边界条件下复合材料结构振动特性求解基本流程 |
| 2.6 复合材料层合直梁算例 |
| 2.7 一阶剪切变形理论的具体厚度比计算范围 |
| 2.8 小结 |
| 第3章 任意边界条件下复合材料回转类板结构振动特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料回转类板结构统一分析模型 |
| 3.2.1 模型描述 |
| 3.2.2 结构运动和应力-应变关系 |
| 3.2.3 能量表达式 |
| 3.2.4 位移容许函数和求解过程 |
| 3.3 数值讨论与结果分析 |
| 3.3.1 弹簧刚度和收敛性研究 |
| 3.3.2 方法验证和新的计算结果 |
| 3.3.3 参数化研究 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 任意边界条件下复合材料回转类锥/柱/球壳结构振动特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合材料回转类锥/柱/球壳统一分析模型 |
| 4.2.1 模型描述 |
| 4.2.2 结构运动和应力-应变关系 |
| 4.2.3 能量表达式 |
| 4.2.4 位移容许函数和求解过程 |
| 4.3 数值讨论与结果分析 |
| 4.3.1 收敛性研究和统一模型验证 |
| 4.3.2 功能梯度材料参数化研究 |
| 4.3.3 复合层合材料参数化研究 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 任意边界条件下复合材料回转类双曲率壳结构的振动特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料回转类双曲率壳结构统一分析模型 |
| 5.2.1 模型描述 |
| 5.2.2 结构运动和应力-应变关系 |
| 5.2.3 能量表达式 |
| 5.2.4 位移容许函数和求解过程 |
| 5.3 数值讨论与结果分析 |
| 5.3.1 收敛性研究和模型验证 |
| 5.3.2 功能梯度回转类双曲率壳结构振动特性 |
| 5.3.3 复合材料层合回转类双曲率壳结构振动特性 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 任意边界/耦合条件下复合材料回转类耦合结构的振动特性分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 复合材料回转类耦合结构统一分析模型 |
| 6.2.1 模型描述 |
| 6.2.2 子结构的能量表达式 |
| 6.2.3 任意连续和耦合条件 |
| 6.2.4 位移容许函数和求解过程 |
| 6.3 数值讨论与结果分析 |
| 6.3.1 模型收敛性和对比研究 |
| 6.3.2 功能梯度耦合结构参数化研究 |
| 6.3.3 复合材料层合耦合结构参数化研究 |
| 6.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）金属板材三点渐进成形技术基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外渐进成形技术的研究现状 |
| 1.2.1 单点渐进成形的国内外研究现状 |
| 1.2.2 两点渐进成形的国内外研究现状 |
| 1.2.3 三点渐进成形的研究现状 |
| 1.2.4 其它渐进成形方式 |
| 1.3 课题背景与意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 三点渐进成形的基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三点渐进成形的基本原理及特点 |
| 2.3 工具头运动及其与板材变形的协调 |
| 2.4 渐进成形的局部变形分析 |
| 2.4.1 变形状态分析 |
| 2.4.2 单点渐进成形局部变形分析 |
| 2.4.3 三点渐进成形局部变形分析 |
| 2.4.4 三点渐进成形局部变形对整体形状的影响 |
| 2.5 渐进成形的等效加工层模型 |
| 2.6 渐进成形的弹性弯曲变形分析 |
| 2.6.1 单点渐进成形弹性弯曲变形分析 |
| 2.6.2 三点渐进成形弹性弯曲变形分析 |
| 2.6.3 单点和三点渐进成形弹性弯曲变形的比较 |
| 2.7 三点渐进成形等效虚拟应力应变分析 |
| 2.7.1 轴对称件等效加工层模型 |
| 2.7.2 加工层的等效虚拟应力应变分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 基于法向屈服的三点渐进成形变形算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三点渐进成形变形预测算法 |
| 3.2.1 分层变形模型 |
| 3.2.2 分层变形过程分析 |
| 3.2.3 法向屈服变形算法 |
| 3.3 三点渐进成形变形分析实例 |
| 3.3.1 圆锥台件成形变形分析 |
| 3.3.2 方锥台件成形变形分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三点渐进成形的数值分析研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 渐进成形数值分析的力学规律 |
| 4.2.1 渐进运动方程及其离散化 |
| 4.2.2 屈服准则 |
| 4.2.3 关联流动法则 |
| 4.2.4 材料本构模型 |
| 4.3 渐进成形数值分析的关键问题 |
| 4.3.1 有限元模型 |
| 4.3.2 材料及参数选用 |
| 4.3.3 成形路径及加载 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 位移 |
| 4.4.2 塑性应变 |
| 4.4.3 平行于工具运动方向的剪应变 |
| 4.4.4 垂直于工具运动方向的剪应变 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三点渐进成形实验及工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三点渐进成形实验设备 |
| 5.2.1 机械系统 |
| 5.2.2 数控系统 |
| 5.2.3 电机系统及控制介质 |
| 5.2.4 本设备可实现的渐进成形种类 |
| 5.3 三点渐进成形工艺研究 |
| 5.3.1 加工轨迹 |
| 5.3.2 进给量 |
| 5.3.3 工具头结构及尺寸 |
| 5.3.4 工艺参数选取的原则 |
| 5.4 圆锥台件实例分析 |
| 5.4.1 几何精度 |
| 5.4.2 主应变分布 |
| 5.4.3 板材厚度 |
| 5.4.4 表面质量 |
| 5.4.5 等效加工层单元信息分析 |
| 5.5 椭球面件成形实例 |
| 5.5.1 路径规划 |
| 5.5.2 实验结果分析 |
| 5.6 花瓣形件成形实例 |
| 5.7 凹凸特征件成形实例 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和成果 |
四、集中载荷作用下层合厚圆板的轴对称弯曲（论文参考文献）
- [1]梯度三明治梁的塑性理论及大变形分析[D]. 周鹏. 北京交通大学, 2020
- [2]复合夹层筋板结构声振特性分析及抑制研究[D]. 付涛. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [3]强脉冲载荷下钛-芳纶蜂窝夹芯板动力学行为研究[D]. 赵亚运. 南京理工大学, 2019(01)
- [4]屈曲问题有限元模拟的随机缺陷法[D]. 闫棣. 上海交通大学, 2019(06)
- [5]基于实验和数值模拟的CFRP层合板损伤研究[D]. 刘文斌. 北京理工大学, 2018(07)
- [6]复合材料层合板壳非线性力学的研究进展[J]. 刘人怀,薛江红. 力学学报, 2017(03)
- [7]含应变梯度效应的弹性理论及其应用研究[D]. 李安庆. 山东大学, 2016(10)
- [8]碳纤维增强复合材料孔加工缺陷产生机理、评价与工艺优化研究[D]. 魏莹莹. 上海交通大学, 2016
- [9]任意边界条件下复合材料回转类中厚板壳及耦合结构振动特性研究[D]. 王青山. 哈尔滨工程大学, 2016(07)
- [10]金属板材三点渐进成形技术基础研究[D]. 王玉槐. 浙江工业大学, 2016(02)