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含损伤加筋板结构稳定特性变异研究

随着现代造船技术的发展,高强度钢被大量的采用,使船舶结构构件的剖面尺寸相对减小,结构刚度相对降低,导致结构稳定性问题极为突出。众多海损事故也表明,船舶在恶劣海况下,尤其当处于中垂状态时,甲板承受很大的总纵弯曲引起的面内压力,可能导致其丧失稳定性;航行和建造下水过程中大量的局部结构也存在稳定性分析和评估。加筋板是船舶与海洋结构物的基本结构形式,因此研究加筋板壳的稳定性有着十分重要的工程意义。由于海洋的特殊环境,船舶和海洋结构物极易受到腐蚀、冲击和疲劳等影响而造成结构的局部刚度弱化损伤。结构出现损伤后,会表现出不同于健康结构的力学特性,对结构整体力学性能造成影响,并可能最终导致结构的破坏或失效。本文将损伤力学的相关原理引入到加筋板结构的稳定性分析中,基于Mindlin理论推导了含刚度弱化损伤的板壳有限单元列式,建立了含损伤结构静力和动力稳定的有限元分析模型,从而对含损伤加筋板结构在不同刚度弱化损伤情况下的屈曲特性和动力稳定特性的变化  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

《今日制造与升级》2020年07期
今日制造与升级

复合材料加筋板低速冲击损伤研究

利用试验和有限元方法相结合对实际工程中大量应用的复合材料加筋板的抗冲击损伤性能进行了研究,利用试验...  (本文共3页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

复合材料加筋板修理评估分析

复合材料加筋板结构在制造和使用过程中不可避免地会存在某些缺陷或产生多种损伤,这在一定程度上降低了整体结构的完整性和安全性。在众多的修理方法当中,机械修理具有对设备要求低、操作简单、性能可靠等优点,非常适合外场临时修理。本文分析了含筋条卧边分层损伤、壁板分层损伤、壁板冲击损伤的复合材料加筋板结构的失效机理,并对所用的机械修理方法进行了评估,主要内容包括以下几个方面:(1)开展了复合材料加筋板含损伤和损伤后修理结构的试验研究,通过对比完好件、损伤件、修理件的屈曲载荷、极限载荷以及破坏模式,分析了三种损伤形式对结构压缩稳定性和承载能力的影响以及相应的修理效果;(2)采用基于有限元的渐进损伤分析方法对三种损伤试验件及修理试验件进行失效分析,通过对数值仿真结果与试验结果进行对比分析,详细呈现了损伤的扩展过程并评估了修理方案对损伤扩展的抑制作用;(3)采用数值模型对壁板分层损伤和筋条卧边分层损伤进行了参数分析,研究了损伤几何参数对结构稳定性...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

复合材料开口薄壁加筋板的稳定性研究

本文以碳纤维双马酰亚胺树脂复合材料加筋板为基点,开展了关于复合材料加筋板受载失效机理的试验研究和仿真分析。本文的主要内容包括:(1)针对复合材料特定铺层层合板,进行了基本力学性能和疲劳性能的试验研究。在不同温度环境下对复合材料层合板分别进行了准静态拉伸和压缩试验,分析其高温力学性能。以静态数据为基础,分别在不同温度环境下对层合板进行了拉伸疲劳和压缩疲劳试验,分析温度对层合板疲劳寿命的影响。(2)对复合材料开口薄壁加筋板,进行了准静态压缩试验和仿真分析。试验中通过DIC光学无损检测技术获得加筋板试验段区域的应变分布,并根据试验现象分析了失效模式。用Abaqus有限元分析软件对加筋板进行简化建模,有限元仿真结果和试验数据之间良好的一致性验证了方法的合理性,同时揭示了复合材料开口薄壁加筋板的压缩载荷下的失效模式。(3)对复合材料开口薄壁加筋壁板的剪切稳定性能进行试验研究和仿真分析。首先对加筋板结构和夹具进行优化设计,使得达成纯剪切应力...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

铝合金加筋板结构强度研究

轻量化设计是现代船舶设计的趋势。铝合金由于具有较高的比强度,是船舶结构轻量化设计的一种理想化材料。但是目前国内外对船体铝合金结构强度方面的研究还很匮乏,导致铝合金的应用比较少。加筋板作为船体结构中的重要组成部分,对加筋板结构进行强度研究具有重要意义。为了掌握铝合金加筋板结构的屈曲和疲劳强度性能,本文通过对加筋板开展有限元分析和试验研究,获得了以不同扶强材形式支撑的纵骨贯穿舱壁的加筋板结构的屈曲强度和疲劳强度性能,并在此基础上,在满足刚度和强度的前提下,对某钢质船舶上层建筑进行铝合金替代设计,然后分别对其开展屈服、屈曲和疲劳强度研究。本文的主要研究内容如下:1)应用非线性有限元方法开展了铝合金加筋板在网格尺寸、模型范围、焊接热影响区域、初始几何缺陷和残余应力等因素影响下的屈曲性能敏感性分析,形成了一套铝合金加筋板结构的屈曲性能有限元分析方法;2)开展了铝合金加筋板屈曲性能试验研究,分别得到了以单侧扶强材支撑和双侧扶强材支撑的纵骨贯...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

广州大学
广州大学

基于频率识别纤维增强复合材料加筋板的分层损伤

纤维增强复合材料FRP由于具有较高的比强度、比模量、可设计性、优越的抗疲劳性能、耐腐蚀性等,现已广泛应用于航空航天、建筑土木、海洋工程、能源交通等工程领域。FRP材料的主要应用形式之一是加筋板/壳结构,即在主体结构(层合板或壳)中通过一定的方式连接加强筋(层合材料),这样可极大地提高结构的承载能力,因而FRP加筋板结构也成为实际应用中最基本的结构形式之一。而该类结构在服役过程中很容易因砂石、冰雹、子弹或者维修工具掉落等中低速冲击而产生底板和加强筋之间的脱粘以及底板内部的分层,这些分层/脱层损伤将极大地弱化复合材料加筋板的承载能力,最终可导致结构在低于设计载荷水平下失效,造成严重的安全事故和重大的生命财产损失。因此,对在建筑土木、航空航天等重要工程领域有着广泛应用的FRP加筋板结构进行分层损伤的早期诊断和识别显得尤为重要。本论文以FRP复合材料加筋板为研究对象,通过对比分层损伤发生前后FRP加筋板的振动频率变化,来识别FRP加筋板...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>