树脂基复合材料层合结构开挖修复技术

树脂基复合材料层合结构开挖修复技术

一、树脂基复合材料层压板结构挖补修理技术(论文文献综述)

王雪,邱蕾蕾[1](2022)在《复合材料结构垂尾翼尖损伤挖补修复技术研究》文中研究表明复合材料结构垂尾翼尖在服役过程中会受到强气流冲击或沙粒等外来物撞击,易发生风蚀、纤维断裂、掉块、凹坑和分层等损伤,若损伤未及时采取正确的方法进行修理,将会影响飞行安全。文中以某型飞机垂尾翼尖为研究对象,针对修理材料、结构特性及损伤类型进行分析,研究适用垂尾翼尖损伤维修工艺技术。采用胶接挖补干法和湿法修理,对修理前后试样的拉伸强度、剪切强度进行测试,结果表明:干法和湿法修理试样的拉伸强度分别为465.6 MPa和405 MPa,拉伸强度恢复达到完好试样的91.69%和79.76%;剪切强度为413.2 MPa和356 MPa,弯曲强度恢复达到完好试样的80.80%和69.61%,根据维修结构强度要求干法修理可有效恢复垂尾翼尖强度指标。

王宇灿[2](2019)在《复合材料胶铆混合修理力学特性实验研究》文中研究说明随着技术的发展,复合材料越来越高比例的应用在飞机结构中。复合材料损伤不可避免的出现,对复合材料机身维修技术进行更进一步的研究变得意义重大。目前,关于胶铆混合修理结构的研究较少,且现存的绝大多数研究局限在有限元仿真与理论解析,对胶铆混合修理结构的实际失效模式、破坏部位、修理效果以及危险部位、破坏原因还不清楚。因此,本文针对复合材料飞机蒙皮,设计、制作、并完成了胶铆混合修理试验件的单轴拉伸实验,并运用ANSYS有限元仿真软件中的APDL命令流建立三维有限元仿真模型,进行了数值解析计算。通过科学实验研究与有限元仿真辅助分析相结合的方式,研究了不同修理方式以及不同损伤尺寸对修理结构件拉伸性能的影响。具体内容如下:(1)设计、制作了无损板、60mm与30mm损伤孔径的胶接修理板和胶铆混合修理板五组试验件,并在单轴拉伸载荷下完成了实验。(2)对比分析无损板试验件、60mm与30mm损伤孔径胶接修理试验件和胶铆混合修理试验件的失效强度、失效模式、断口损伤形貌,结果表明:胶铆混合修理方式的修理效果优于胶接修理的修理效果,胶铆混合修理的破坏模式为最外侧铆钉孔处断裂、胶接修理的破坏模式为母板中部断裂,不同修理方式下试验件断口损伤形貌相同,60mm与30mm损伤孔径关于胶铆混合修理试验件影响的差别不太明显。(3)以五组试验件为基础,建立三维有限元模型,并完成了仿真数值计算。对比分析无损板模型、60mm与30mm损伤孔径胶接修理板模型和胶铆混合修理板模型中母板、补片、胶层的应力云图和应力值,得出胶铆混合修理结构破坏最有可能出现的位置以及发生破坏的影响因素是应力集中;60mm和30mm损伤孔径胶铆混合修理模型的应力分布和危险部位相同。通过拟合胶铆混合修理模型中母板应力与损伤孔径的关系曲线,分析了损伤孔径大小与胶铆混合修理方式下修理效果的关系;孔径对修理效果的影响较小,要求不太严格时,可以忽略损伤孔大小的影响。

张刚[3](2019)在《湿热环境下复合材料胶接修理振动特性分析》文中研究表明复合材料因其优异的力学性能,已逐步代替金属材料成为飞机上的主承力构件。在民机用复合材料结构的设计与修理中,根据CCAR25部第613款规定,“在飞机运行包线内,必须考虑温度与湿度对材料设计值的影响”。因此,本文以复合材料层合板为研究对象,对湿热环境下层合板的自由振动响应展开分析。首先,通过构建湿热环境下材料本构方程,采用ABAQUS进行二次开发,分析了湿热环境下完整复合材料层合板的自由振动特性。发现环境温度越高,吸湿量越大,层合板的自由振动特性受影响就越严重;湿效应大于热效应对层合板自由振动特性的影响;还发现自由度约束越多,层合板的振动特性受湿热效应的影响就越大。其次,采用改进的四层板节点合并模型对含分层复合材料层合板在湿热环境下的振动特性进行分析。发现约束条件对含分层层合板比完整层合板在湿热环境下振动特性的影响更加严重;当分层面积在0%25%时,分层对层合板在湿热环境下振动特性影响较小,当分层面积达到25%以上时,分层对层合板在湿热环境下振动特性影响严重;随着分层位置由表面向中面移动,各阶固有频率受湿热效应的影响下降幅值逐渐增大,其中首阶固有频率下降最严重,其它各阶固有频率下降百分数逐渐减小;分层夹角越大,分层层合板在湿热环境下固有频率下降百分数越大,当分层夹角在30°70°时,含分层层合板在湿热环境下固有频率下降速率最大。最后,探讨了修理参数对阶梯型挖补胶接修理层合板在湿热环境下振动特性的影响。发现胶接修理层合板较完整层合板更易受湿热效应的影响;随着挖补角度和挖补孔径增大,胶接修理层合板的固有频率受湿热效应影响越大,当不考虑湿热效应时,层合板的固有频率先增大后减小,挖补角度比挖补孔径增加对胶接修理层合板在湿热环境下固有频率的影响更加明显;表面附加补片能够提高胶接修理层合板的刚度,降低湿热环境下胶接修理层合板固有频率的下降百分数且双层附加补片铺设效果优于单层附加补片铺设效果。

屈孙涛[4](2019)在《复合材料加筋板修理评估分析》文中研究指明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的影响,为损伤加筋板结构修理设计提供参考。

苏日新[5](2019)在《湿热环境下复材胶接修理结构压缩极限载荷解析模型研究》文中认为随着复合材料结构和复合材料胶接结构在航空航天领域的广泛应用,对复合材料胶接结构问题的研究也越来越广泛。胶接修理是复合材料修理的主要方式,包括贴补法、挖补法和注射法。复合材料纤维方向抗压能力较抗拉能力更弱,复合材料受压相较于受拉更容易破坏,并且当前压缩的解析模型相关文献较拉伸的更少。胶接修理易受到湿热环境的影响而导致胶接强度下降,而在实际情况中,飞机往往是置于湿热环境下的,故对湿热环境下复合材料胶接修理结构压缩力学性能的研究是十分有意义的。本文建立了复材胶接修理结构压缩解析模型,建立了湿热环境下复材胶接修理结构压缩极限载荷解析模型。两个模型中胶层只考虑其剪切变形,而忽略母板和补片的剪切变形,假设母板和补片是线弹性的。复材胶接修理结构受压缩载荷后可能有三种破坏模式:母板压缩破坏,补片压缩破坏,胶层剪切破坏。其中,第一个模型在胶层剪切破坏时考虑了其弹塑性行为,胶层可能有四种力学行为:全部线弹性行为,靠近x=0附近区域完全塑性行为,靠近x=d1附近区域完全塑性行为,靠近x=0和x=d1附近区域完全塑性行为。第二个湿热模型不考虑胶层的弹塑性行为,对胶层采用线弹性模型,并考虑了湿热对复合材料力学性能的影响,以及湿热所产生的湿热应力。第一个模型通过胶层不同力学行为下相对应的边界和连续性条件,可以求得剪应变和纵向位置关系式中的未知系数,进而求得对应的极限载荷。第二个湿热模型通过引入二分法求解湿热环境下胶层剪切破坏模式对应的修理结构的极限载荷,解决该模式下直接求解极限载荷的困难。用第二个湿热模型的方法,并采用MATLAB编程,计算湿热环境下复材胶接修理结构压缩极限载荷的解析解,开展了复材胶接修理结构在湿热环境下的压缩试验,试验结果和解析解吻合良好,证明了第二个湿热模型的有效性。用第二个湿热模型研究单个修理参数变化或多个修理参数共同变化时对复材胶接修理结构胶层剪应力最大值和压缩极限载荷的影响,通过MATLAB编程计算,绘出多维曲面变化图,体现了解析模型相对于有限元模型和试验方法的优越性。得出结果:补片长度和补片厚度增大,极限载荷随之增大,并且增大的趋势逐渐趋于平缓,两者存在最优解;胶层厚度增大,极限载荷随之增大,且增大趋势趋于平缓。

王长越,邢素丽[6](2017)在《冲击损伤下航空复合材料修复技术研究进展》文中认为先进复合材料在航空领域的广泛应用,尤其是在主承力结构方面的应用,对复合材料维护和修理工作提出了新的、更加迫切的要求。复合材料结构具有各向异性和非均质性的特点,对分层损伤和层间断裂十分敏感,此类损伤会造成复合材料结构强度和性能的大幅降低,进而对航空飞行器的结构安全造成灾难性的后果。冲击载荷正是导致此类损伤的最大威胁,因此,对复合材料结构的冲击损伤规律及其修复技术的研究成为近年来的热点和难点。从冲击损伤评估、无损检测和修复技术三方面综述了当前国内外的主要研究进展,展望了冲击损伤下航空复合材料修复技术的发展前景。

唐义号[7](2018)在《核—壳粒子增韧环氧胶黏剂/复合材料制备及性能研究》文中指出复合材料越来越多的应用在直升机结构件中,如何在常温下快速修理直升机用复合材料结构件已成为军民各行业的研究重点。环氧树脂胶黏剂作为最常用的复合材料胶接修理手段,对其的改性工作仍在不断进行,同时为了保障修理用原材料供应链的安全性,研发制备国产高性能常温胶黏剂势在必行。因此本文研制了一种新的核壳粒子增韧剂用于环氧树脂的改性,并研究了改性后的环氧树脂胶黏剂在复合材料构件上的应用,主要研究内容如下:1、以脲醛树脂预聚物和环氧化天然橡胶乳液为原料,通过原位沉淀法将脲醛树脂包裹于环氧化天然橡胶(ENR)乳胶粒子表面形成了一种新的脲醛树脂/环氧化天然橡胶(E-CSPs)核壳粒子。研究表明核壳比为2:1时核壳粒子为白色粉末,适合工程应用。制备的核壳粒子外观为球形,粒径分布在82-1076nm,壳厚21nm。以核壳粒子为增韧剂制备了核壳粒子增韧环氧树脂胶粘剂(J-352),研究表明优化后的环氧树脂主体体系组成为有机硅改性环氧树脂、E51、AFG90、694稀释剂的比例为25:10:50:15。同时研究结果揭示端氨基有机硅预聚物的结构影响有机硅改性环氧树脂的耐热性和粘接性能,优化的R/Si=1.4,Me/Ph=1.5,预聚物用量为20份时有机硅改性环氧树脂剪切强度高,耐温性好。力学测试结果显示核壳粒子增韧剂的加入使环氧树脂胶粘剂的冲击强度增大。核壳粒子增韧环氧树脂胶黏剂的粘度在1.5h内稳定在4.4Pa·s,可实现环氧树脂胶粘剂对纤维的良好浸润,胶粘剂初始分解温度在342℃左右,800℃对应最终残炭率为11.3%,耐热性较好。2、以核壳粒子增韧环氧树脂胶黏剂J-352和进口的EA9396胶常温浸润干碳布和干玻璃布,对比研究两种胶黏剂的性能。研究表明干碳布浸J-352胶制备的制件相对于比浸EA9396来说树脂含量高,纤维体积含量低,孔隙率更低,干玻璃布浸两种胶树脂和纤维体积含量以及孔隙率相差不大。DMA研究结果显示干碳布和干玻璃布浸J-352制成的复合材料的Tg均接近80℃,高于浸EA9396的Tg,而且浸EA9396胶的制件存在后固化现象。力学性能测试结果表明,浸J-352胶黏剂的制件的拉伸、压缩各项力学性能指标全面优于浸EA9396的制件,因此J-352胶黏剂更适合在复合材料修理领域推广使用。3、对J-352胶黏剂用于复合材料层合板表面划伤和内部分层缺陷修理的可行性进行了研究,针对复合材料层合板修理建立了一种新的有限元模拟方法。模拟和实验结果揭示:常温下采用J-352胶黏剂修理的有缺陷的层合板的剩余强度高于80%,修理效果满足要求。与EA9396胶黏剂比J-352胶黏剂的修理效果更好。实验结果与模拟结果吻合,这表明建立的修理模型有效。此外还通过SEM对断口进行了观察,判断其失效模式并研究微观断裂机理。4、采用3中的建模方法建立以面单元为主的完好T字梁模型和常温挖补修理T字梁模型,研究结果表明经常温胶黏剂J-352修理后的T字梁的力学性能可以达到使用要求。

苏建,田鹏飞,徐恒元,龚志红,包啸,汪冬冬,李建川,崔益华[8](2017)在《中温固化复合材料层压板分层缺陷挖补修补工艺研究》文中指出本文通过预埋石英砂,制备了复合材料层压板分层缺陷。采用挖补修补法对分层缺陷试样进行了修补。使用雕刻机和手工打磨工具在试样缺陷区域打磨出45°和20°楔形角,在打磨后的区域铺放EA9696胶膜和预浸料补片,利用热补仪将铺放补片后的试样固化。对修补后的试样进行了无损检测、力学性能测试和微观结构分析。结果表明,修补后的试样拉伸和压缩强度恢复率均达87%以上,试样修补区的预浸料补片层间以及补片与试样之间界面结合良好。

郑俊[9](2017)在《复材损伤结构胶接修复工艺与评估方法的研究》文中研究说明复合材料因具备很多优越特性被广泛地应用于航空航天等领域。然而复合材料的修理问题却阻碍了其进一步地广泛应用。这是因为复合材料结构在制造、装配及服役使用与维护过程中可能会产生缺陷或受到损伤。损伤会使复材结构的承载能力受到影响,导致结构的使用寿命缩短。开展复材损伤结构修复技术与性能评估方法的研究,具有重要的理论意义和工程价值。针对此问题,对复材进行胶结修补,探究寻找有效的方法来评估损伤修复性能。论文的主要研究内容和成果有:(1)研究了复合材料层合板损伤识别的相关理论,基于复合材料层合板经典理论为损伤的识别提供力学的本构方程。在力学的本构方程的基础上,提出了固有频率、模态应变和应力集中因子三种方法来对含损复合材料层合板损伤修复程度进行评估,并进行理论分析和公式推导。(2)采用全新的复合材料前/后处理模块(ACP)在ANSYS workbench有限元的平台上对层合板进行胶结修复结构的建模。由于现实中对复合材料损伤进行修补时需要将损伤部位进行挖除形成简单孔,因此本文以损伤孔的大小来模拟损伤程度。通过提取层合板在不同状况下的模态频率、损伤孔周的模态应变及离损伤孔一定距离的应力分布和应力集中因子等数据进行分析。取得相应的结论:固有频率的方法对损伤修复程度的评估有一定的参考作用;用模态应变进行评估发现,损伤结构经单面胶结贴补的损伤恢复率在17%68%之间,经双面胶结贴补的损伤恢复率在68%以上;单面修补后层合板结构应力集中因子下降大约20%,双面修补后层合板结构的应力集中因子下降约50%。(3)采用共固化的胶结方式对含损层合板进行胶结贴补修理。根据有限元优化和前人的实验数据,采用湿法铺层的方法制作预浸料补片,利用复合材料修补仪和自制的真空袋来对含损层合板进行单面和双面的胶结修补实验,制作实验所需的几组试样件,以供后续实验测试使用。(4)基于PVDF压电传感器来获取层合板结构的动态电压信息,对电压信号进行滤波降噪和幅频变化等处理,试验研究表明:利用压电信号在不同频率阶段进行修补效果评估有一定的误差,但在低频状况下,利用压电信号能很好的进行评估,发现单面修补的恢复率在60%以上,双面修补的恢复率在90%以上,同时也验证了层合板对低速冲击比较敏感。采用B样条曲线对层合板各阶固有频率下对应的应变模态振型曲线进行拟合,发现含损结构经单面胶结修补后损伤部位的模态应变值能至少恢复45%,经双面胶结修补能至少恢复90%;对层合板结构进行三点弯曲实验,利用静态应变来进行评估,发现含损层合板结构经单面修补后损伤部位的静态应变至少恢复到原来的50%,经双面修补至少能恢复到原来的88%。

张春[10](2016)在《SR20飞机复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修力学性能研究》文中进行了进一步梳理根据SR20飞机机身复合材料泡沫夹芯壁板结构,建立了复合材料泡沫夹芯壁板结构理论模型、工程模型的挖补维修三维有限元模型。分析了有限元模型的收敛性,给出了合理的网格划分密度。按照单元网格的雅克比值大于0.7的标准进行了单元网格划分。给出了合理的边界条件。对含手册规定最大尺寸损伤的复合材料泡沫夹芯结构理论模型、工程模型进行了应力及强度分析。给出了单向拉伸、双向拉伸、纯剪切载荷作用下完好结构和维修后结构面板各材料主方向的应力分布;基于最大应力准则给出了完好结构和维修后结构的强度。分析结果表明,维修后母板上与补片胶接的区域为结构中刚度梯度最大的区域,该区域的应力水平最高,应力极值点出现在母板上与最外层维修铺层相接触的边界附近。维修后含非穿透损伤的理论模型,二次损伤发生在维修一侧面板的最外层铺层上;含穿透损伤的理论模型,由于结构、外载荷及维修铺层的对称性,两侧面板的最外层铺层均有可能发生二次损伤。原因是最外层铺层直接与维修补片边界相接触,存在较大的几何形状突变,由维修区域刚度增大所引起的应力集中最严重。维修后含非穿透和穿透损伤的工程模型,二次损伤均发生在夹芯结构外侧无几何转折面板的最外层铺层上。这是由于工程模型中外侧面板为平面结构,能够很好地传递结构边界上的切向力,起主要承载作用;同时面板最外层铺层与维修补片边界直接接触,应力集中最严重。含非穿透损伤的工程模型,单向拉伸载荷下的强度恢复率为88.63%,双向拉伸载荷下的强度恢复率为96.55%,纯剪切载荷下的强度恢复率为92.98%;含穿透损伤的工程模型,单向拉伸载荷下的强度恢复率为86.67%,双向拉伸载荷下的强度恢复率为96.00%,纯剪切载荷下的强度恢复率为91.58%。挖补维修后会引起维修区域结构刚度发生变化,结构刚度变化所造成的应力集中是维修后结构强度下降的主要原因。损伤类型不是维修后结构强度的决定性因素。维修后结构强度随表面贴补铺层数量的增多而降低。但在维修过程中使用表面贴补铺层可以减小修补区域的应力梯度,提高维修搭接区域的抗剥离性能,使用1到2层表面贴补铺层降低维修区域应力梯度、提高维修质量的效果最佳。对含超出维修手册规定最大尺寸20%和50%损伤的复合材料泡沫夹芯结构工程模型进行了应力和强度分析。挖补维修后,含超出手册规定尺寸的非穿透和穿透损伤的工程模型,其二次损伤均发生在夹芯结构外侧无几何转折面板的最外层铺层上,损伤模式、应力极值点位置均与含手册规定最大尺寸损伤的工程模型相同。含超出维修手册规定最大尺寸20%非穿透损伤的工程模型,单向拉伸载荷下的强度恢复率为89.45%,双向拉伸载荷下的强度恢复率为96.55%,纯剪切载荷下的强度恢复率为94.43%;含穿透损伤的工程模型,单向拉伸载荷下的强度恢复率为88.23%,双向拉伸载荷下的强度恢复率为96.27%,纯剪切载荷下的强度恢复率为92.04%。含超出维修手册规定最大尺寸50%非穿透损伤的工程模型,单向拉伸载荷下的强度恢复率为90.28%,双向拉伸载荷下的强度恢复率为96.83%,纯剪切载荷下的强度恢复率为94.43%;含穿透损伤的工程模型,单向拉伸载荷下的强度恢复率为88.23%,双向拉伸载荷下的强度恢复率为96.55%,纯剪切载荷下的强度恢复率为92.98%。与含手册规定最大尺寸损伤的工程模型相比,含超手册损伤的工程模型挖补维修后可获得略高的强度恢复系数,损伤尺寸增大并未造成维修后结构强度下降;挖补维修后结构强度下降的原因相同;未使用表面贴补铺层时的应力分布相似;使用表面贴补铺层后结构应力分布及强度随表面贴补铺层数量变化的规律也相同。使用表面贴补铺层可以减小修补区域的应力梯度,提高维修质量。可以对含超手册损伤的复合材料泡沫夹芯结构进行维修。使用半厚度材料作为维修铺层,或用低模量材料作为表面贴补铺层,都能够减小维修区刚度梯度,提高维修后结构强度。

二、树脂基复合材料层压板结构挖补修理技术(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、树脂基复合材料层压板结构挖补修理技术(论文提纲范文)

(1)复合材料结构垂尾翼尖损伤挖补修复技术研究(论文提纲范文)

0 引言
1 试验过程
    1.1 复合材料层板制备
    1.2 维修方案设计
    1.3 拉伸性能测试
    1.4 弯曲性能测试
    1.5 复合材料试样修理
        1.5.1 复合材料层压板损伤去除
        1.5.2 补片制作、封装和固化
2 结果及讨论
    2.1 拉伸性能
    2.2 弯曲性能
3 结语

(2)复合材料胶铆混合修理力学特性实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 复合材料结构特点
        1.2.1 结构特点
        1.2.2 环境影响
    1.3 复合材料混合修理的方法原则、工艺及失效
        1.3.1 复合材料混合修理方法
        1.3.2 复合材料混合修理工艺
        1.3.3 胶铆混合修理失效形式
    1.4 复合材料混合修理的国内外研究状况
        1.4.1 国外研究进展
        1.4.2 国内研究进展
    1.5 本文研究内容
第二章 复合材料修理有限元建模理论基础
    2.1 复合材料修理弹性力学基本理论
        2.1.1 各向异性弹性力学基本方程
        2.1.2 各向异性弹性体的应力-应变关系
        2.1.3 各向同性弹性体的应力-应变关系
        2.1.4 单层板的应力-应变关系
        2.1.5 各向异性单层板应力-应变关系的方向转换
    2.2 本章小结
第三章 复合材料修理拉伸性能实验
    3.1 试验件设计
        3.1.1 试验件编号规则
        3.1.2 试验件材料及尺寸
    3.2 实验条件
        3.2.1 实验设备及温度条件
        3.2.2 测试方法
    3.3 实验过程
    3.4 实验结果处理
    3.5 本章小结
第四章 复合材料修理拉伸性能实验结果分析
    4.1 胶铆修理板、胶接修理板和无损板对比
        4.1.1 失效强度对比
        4.1.2 失效模式对比
        4.1.3 断口破坏形貌对比
        4.1.4 对比结论
    4.2 60mm与30mm损伤孔径胶铆修理板对比
        4.2.1 破坏载荷对比
        4.2.2 破坏模式对比
        4.2.3 断口失效形式对比
        4.2.4 对比结论
    4.3 本章小结
第五章 复合材料修理有限元仿真分析
    5.1 ANSYS三维有限元建模
        5.1.1 几何模型、单元类型、材料属性
        5.1.2 网格划分方法
        5.1.3 接触类型及算法
        5.1.4 边界条件和加载
    5.2 不同修理方式下的模型应力对比
        5.2.1 母板应力对比
        5.2.2 胶层应力对比
        5.2.3 补片应力对比
    5.3 损伤孔径对胶铆混合修理模型应力的影响
        5.3.1 母板应力分析
        5.3.2 胶层应力分析
        5.3.3 补片应力分析
        5.3.4 钉载分配分析
        5.3.5 损伤孔径对母板最大应力的影响
    5.4 本章小结
第六章 总论及展望
    6.1 结论
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
作者简介

(3)湿热环境下复合材料胶接修理振动特性分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外复合材料湿热振动领域研究进展
        1.2.1 湿热环境下完整复合材料层合板振动特性
        1.2.2 湿热环境下含分层层合板振动特性
        1.2.3 湿热环境下挖补修理层合板振动特性
    1.3 研究现状总结
    1.4 本文研究内容
第二章 湿热环境下复合材料层合板自由振动理论分析
    2.1 湿热环境下层合板本构关系分析
        2.1.1 中厚度层合板的位移场假设及应变-位移关系
        2.1.2 湿热环境下层合板应力-应变关系
    2.2 基于UMAT程序的湿热环境下材料本构模型的实现
        2.2.1 ABAQUS软件介绍
        2.2.2 UMAT程序的变量说明
        2.2.3 基于湿热效应UMAT程序的二次开发
    2.3 湿热环境下层合板动力学方程
    2.4 基于一阶剪切变形理论的层合板有限元列式
        2.4.1 湿热环境下层合板弹性刚度矩阵
        2.4.2 湿热环境下层合板附加初始应力矩阵
        2.4.3 湿热环境下层合板单元质量矩阵
        2.4.4 构建湿热环境下层合板振动控制方程
    2.5 本章小结
第三章 湿热环境下完整复合材料层合板自由振动特性分析
    3.1 湿热环境下完整复合材料层合板有限元建模
        3.1.1 层合板尺寸以及物性参数
        3.1.2 湿热环境下层合板的有限元模型
    3.2 湿热环境下完整层合板模型准确性验证
    3.3 湿热环境下完整复合材料层合板自由振动特性分析
        3.3.1 湿热环境下层合板自由振动特性分析
        3.3.2 约束条件对层合板湿热自由振动特性的影响
    3.4 本章小结
第四章 湿热环境下含分层复合材料层合板自由振动特性分析
    4.1 含分层损伤层合板有限元建模
        4.1.1 含分层层合板的几何描述
        4.1.2 含分层层合板有限元模型建立
    4.2 含分层层合板湿热环境下振动分析与验证
        4.2.1 含分层层合板模型尺寸及材料参数
        4.2.2 湿热环境下含分层层合板模型准确性验证
    4.3 分层参数与约束对层合板湿热自由振动特性的影响
        4.3.1 约束方式对含分层层合板湿热自由振动特性的影响
        4.3.2 分层面积对含分层层合板湿热自由振动特性的影响
        4.3.3 分层位置对含分层层合板湿热自由振动特性的影响
        4.3.4 分层夹角对含分层层合板湿热自由振动特性的影响
    4.4 本章小结
第五章 湿热环境下胶接修理CFRP层合板自由振动特性分析
    5.1 复合材料层合板胶接修理动力学分析
    5.2 复合材料层合板修理方案
        5.2.1 损伤CFRP层合板修理工艺
        5.2.2 损伤CFRP层合板胶接修理构型研究
        5.2.3 损伤CFRP层合板胶接修理分析流程
    5.3 阶梯挖补胶接修理CFRP层合板有限元模型建立
        5.3.1 挖补修理层合板几何验证模型
        5.3.2 湿热环境下胶接修理层合板材料参数
        5.3.3 挖补修理层合板模型的网格划分
        5.3.4 挖补修理层合板单元类型选取
        5.3.5 挖补修理层合板自由振动分析模型准确性验证
    5.4 修理参数对层合板湿热环境下自由振动特性的影响
        5.4.1 挖补角度对胶接修理层合板湿热环境下自由振动特性的影响
        5.4.2 挖补孔径对胶接修理层合板湿热环境下自由振动特性的影响
        5.4.3 表面附加补片对胶接修理层合板湿热环境下自由振动特性的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者简介

(4)复合材料加筋板修理评估分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 复合材料平板结构的修理方法
        1.2.1 胶接修理
        1.2.2 机械连接修理
        1.2.3 注射树脂修理
    1.3 含分层加筋板结构的修理
    1.4 含分层损伤结构及机械修理结构分析方法研究现状
        1.4.1 分层损伤及筋条脱粘对复合材料加筋板结构影响研究现状
        1.4.2 复合材料胶接失效和分层扩展分析方法研究现状
        1.4.3 复合材料机械修理结构分析方法研究现状
    1.5 本文研究内容及结构
第二章 含损伤复合材料加筋板及其修理结构分析方法
    2.1 复合材料加筋板屈曲与后屈曲分析方法
    2.2 复合材料层内损伤分析方法
        2.2.1 损伤起始判定准则
        2.2.2 损伤扩展模拟
    2.3 复合材料胶接和层间分层分析方法
        2.3.1 内聚力单元本构关系
        2.3.2 分层起始及扩展准则
        2.3.3 内聚力单元主要参数及选取依据
    2.4 本章小结
第三章 含损伤复合材料加筋板及其修理结构失效试验研究
    3.1 试验件
    3.2 侧边支持夹具
    3.3 试验过程
    3.4 试验结果
        3.4.1 破坏过程分析
        3.4.2 失稳载荷和破坏载荷分析
    3.5 修理效果评估分析
    3.6 本章小结
第四章 含损伤复合材料加筋板及其修理结构失效数值分析
    4.1 引言
    4.2 完好件建模与边界条件简化
    4.3 损伤和修理件建模细节
        4.3.1 壁板分层件及壁板分层修理件
        4.3.2 筋条卧边分层件及卧边分层修理件
        4.3.3 壁板冲击损伤件及冲击损伤修理件
    4.4 数值分析结果
        4.4.1 完好件
        4.4.2 筋条卧边分层件
        4.4.3 筋条卧边分层修理件
        4.4.4 壁板分层件
        4.4.5 壁板分层修理件
        4.4.6 冲击损伤件
        4.4.7 冲击损伤贴补修理件
    4.5 数值模拟结果总结与修理方法评估
第五章 分层对稳定性影响的参数化分析
    5.1 壁板分层的参数化分析
        5.1.1 分层面积的影响
        5.1.2 分层形状的影响
    5.2 筋条卧边分层的参数化分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)湿热环境下复材胶接修理结构压缩极限载荷解析模型研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 复合材料结构修理基础
        1.2.1 缺陷与损伤
        1.2.2 修理要求
        1.2.3 修理容限
        1.2.4 修理分类
        1.2.5 复材胶接修理的优缺点
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文主要内容
第二章 复材胶接修理结构极限载荷分析
    2.1 母板或补片的压缩破坏
    2.2 胶层剪切破坏
        2.2.1 胶层的剪切应力应变
        2.2.2 边界和连续性条件
        2.2.3 计算极限载荷
    2.3 本章小结
第三章 湿热环境下复材修理压缩解析模型
    3.1 基本假设和失效准则
    3.2 湿热环境下复合材料的力学性能退化
    3.3 湿热环境下复材修理结构的母板或补片压缩破坏
    3.4 湿热环境下复材修理结构的胶层剪切破坏
    3.5 湿热环境下复材修理结构极限载荷的二分法分析
    3.6 试验验证对比
        3.6.1 湿热环境下复材修理结构压缩试验
        3.6.2 解析解和试验结果的分析对比
    3.7 本章小结
第四章 湿热环境下修理参数对复材修理结构极限载荷的影响
    4.1 胶层剪应力分布图
    4.2 单个修理参数变化对修理结构胶层剪应力和极限载荷的影响
        4.2.1 补片长度的影响
        4.2.2 补片厚度的影响
        4.2.3 胶层厚度的影响
    4.3 多个修理参数共同变化对修理结构胶层剪应力和极限载荷的影响
        4.3.1 两个修理参数共同变化的影响
        4.3.2 三个修理参数共同变化的影响
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要研究工作
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(6)冲击损伤下航空复合材料修复技术研究进展(论文提纲范文)

1 冲击损伤评估
    1.1 冲击损伤
        1.1.1 冲击损伤理论研究
        1.1.2 冲击损伤试验研究
    1.2 损伤评估
2 无损检测
    2.1 空气耦合超声检测技术
    2.2 红外热成像技术
    2.3 错位散斑干涉技术
    2.4 声发射检测技术
    2.5 微波检测技术
    2.6 脉冲涡流检测
    2.7 未来发展趋势
3 修复技术
    3.1 机械连接修理 (铆接或螺接)
    3.2 胶接修复技术
        3.2.1 贴补修复
        3.2.2 挖补修复
        3.2.3 影响胶接修复质量的重要因素
    3.3 树脂注射修复技术
4 结束语

(7)核—壳粒子增韧环氧胶黏剂/复合材料制备及性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 直升机复合材料应用概况
    1.2 复合材料用胶黏剂的研究现状
        1.2.1 基体用胶黏剂的研究现状
        1.2.2 复合材料修理用环氧胶黏剂分类及修理效果影响因素
    1.3 复合材料修理介绍
        1.3.1 复合材料结构典型缺陷形式
        1.3.2 复合材料分层缺陷修理方法
        1.3.3 复合材料结构修理国内外研究进展
    1.4 本论文的主要研究内容及创新之处
第2章 核-壳粒子增韧环氧树脂胶黏剂J-352合成及表征
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 核-壳粒子增韧环氧树脂胶黏剂的合成
        2.2.3 表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 核壳粒子的表征
        2.3.2 有机硅改性环氧树脂的结构与性能表征
        2.3.3 核壳增韧环氧树脂胶黏剂体系组成及性能
    2.4 本章小结
第3章 J-352胶黏剂浸润干碳布/干玻璃布制备的复合材料研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 胶黏剂浸润干碳布/干玻璃布复合材料的制备
        3.2.3 表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料密度
        3.3.2 组分含量及孔隙率
        3.3.3 玻璃化转变温度
        3.3.4 补片的力学性能
    3.4 本章小结
第4章 复合材料层压板结构修理及仿真分析
    4.1 前言
    4.2 损伤修理设计及有限元建模参数
        4.2.1 几何参数
        4.2.2 载荷参数
        4.2.3 材料性能参数
        4.2.4 铺层及修补参数
    4.3 试验件制备及力学性能测试
    4.4 拉伸实验结果
        4.4.1 拉伸模型有限元计算
        4.4.2 层合板拉伸实验结果与断口分析
    4.5 压缩实验结果
        4.5.1 压缩模型有限元计算
        4.5.2 层合板压缩实验结果与断口分析
    4.6 剪切强度计算
        4.6.1 剪切模型有限元计算
        4.6.2 剪切实验结果与断口分析
    4.7 本章小结
第5章 基于J-352胶黏剂的复合材料T字梁腹板常温修理效果预测
    5.1 前言
    5.2 完好T字梁分析
    5.3 T字梁常温挖补修理结果预测分析
    5.4 本章小结
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

(8)中温固化复合材料层压板分层缺陷挖补修补工艺研究(论文提纲范文)

1 引言
2 实验
    2.1 实验原材料与设备
    2.2 试样制备
        2.2.1 完好试样的制备
        2.2.2 缺陷试样的制备
    2.3 层压板分层缺陷试样的修补
3 层压板修补试样质量检测
    3.1 无损检测
    3.2 力学性能测试
4 结果与讨论
    4.1 无损检测
    4.2 力学性能分析
        4.2.1 拉伸强度
        4.2.2 压缩强度
    4.3 微观结构分析
5 结语

(9)复材损伤结构胶接修复工艺与评估方法的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与选题依据
        1.1.1 复合材料的应用现状
        1.1.2 复合材料修理研究的必要性
    1.2 复合材料结构修理方法的介绍
        1.2.1 机械连接修理
        1.2.2 树脂注射修理
        1.2.3 胶结修理
        1.2.4 其他快速修理的方法
    1.3 复合材料修补研究分析的国内外现状
        1.3.1 国外复合材料修补的研究进展
        1.3.2 国内复合材料修补的研究进展
    1.4 论文研究的意义与内容
        1.4.1 论文研究的意义
        1.4.2 论文研究的内容
第二章 复合材料损伤修复性能评估的理论分析
    2.1 引言
    2.2 复合材料力学基础
    2.3 结构固有特性的损伤识别方法
        2.3.1 固有频率
        2.3.2 模态应变理论
    2.4 含孔复合材料层合板应力集中因子的计算
    2.5 本章小结
第三章 胶结贴补修复结构的有限元模拟分析
    3.1 引言
    3.2 胶结贴补修复结构有限元分析
        3.2.1 胶结贴补修复有限元模型
        3.2.2 圆形补片尺寸与胶层厚度的优化
    3.3 层合板损伤的评估模拟分析
        3.3.1 基于固有频率的修复性能评估
        3.3.2 基于应变模态的修复性能评估
        3.3.3 基于应力集中因子的修复性能评估
    3.4 本章小结
第四章 碳纤维复合材料层合板胶结修补工艺与试样制作
    4.1 引言
    4.2 碳纤维复合材料层合板胶结修补工艺
        4.2.1 实验材料准备
        4.2.2 修理准备程序
        4.2.3 胶结修补
    4.3 层合板修补结构试样制作
    4.4 小结
第五章 层合板胶结后试件性能的实验评估
    5.1 引言
    5.2 基于PVDF压电信号的修复性能评估
        5.2.1 PVDF压电薄膜传感机理
        5.2.2 层合板结构压电信号检测实验
        5.2.3 数据处理与分析
    5.3 基于模态应变的修复性能评估
        5.3.1 试验方法
        5.3.2 数据处理与分析
    5.4 基于静态应变的修复性能评估
        5.4.1 试验方法
        5.4.2 数据处理与分析
    5.5 小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(10)SR20飞机复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修力学性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 复合材料在飞机结构中应用的现状及趋势
    1.2 复合材料结构维修研究进展
        1.2.1 进行复合材料维修研究的必要性
        1.2.2 航空复合材料结构类型
        1.2.3 一般维修程序
        1.2.4 复合材料维修方法
        1.2.5 工程中的维修操作
        1.2.6 复合材料维修研究的现状
    1.3 论文研究的主要内容
第二章 有限元建模
    2.1 SR20飞机简介
        2.1.1 可维修区域
        2.1.2 SR20飞机常见损伤类型及手册最大允许维修尺寸
    2.2 复合材料泡沫夹芯结构挖补维修有限元建模
        2.2.1 几何模型
        2.2.2 材料参数
        2.2.3 有限元模型的单元网格划分
        2.2.3.1 有限元法原理
        2.2.3.2 影响有限元求解精度的主要因素
        2.2.3.3 网格划分标准
        2.2.3.4 单元类型选择和质量标准
        2.2.4 有限元模型收敛性分析
        2.2.5 优化后的计算网格
        2.2.6 有限元模型的边界条件
        2.2.6.1 复合材料泡沫夹芯结构理论模型的边界条件
        2.2.6.2 复合材料泡沫夹芯结构工程模型的边界条件
第三章 复合材料泡沫夹芯结构理论模型挖补维修有限元分析
    3.1 复合材料结构强度准则
    3.2 完好的理论模型应力分布及强度有限元分析
        3.2.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        3.2.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        3.2.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
        3.2.4 三种载荷作用下强度对比分析
    3.3 含非穿透损伤结构挖补维修后应力分布及强度
        3.3.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        3.3.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        3.3.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
    3.4 含穿透损伤结构挖补维修后应力分布及强度
        3.4.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        3.4.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        3.4.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
    3.5 理论模型维修后应力分布及强度比较
    3.6 小结
第四章 复合材料泡沫夹芯结构工程模型挖补维修有限元分析
    4.1 完好结构应力分布及强度
        4.1.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        4.1.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        4.1.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
        4.1.4 完好结构应力分布及强度比较分析
    4.2 含非穿透损伤结构应力分布及强度
        4.2.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        4.2.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        4.2.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
    4.3 含穿透损伤结构应力分布及强度
        4.3.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        4.3.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        4.3.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
    4.4 工程模型挖补维修后应力分布及强度分析比较
    4.5 小结
第五章 复合材料泡沫夹芯结构超手册损伤挖补维修分析
    5.1 含超出规定尺寸20%的损伤的工程模型挖补维修分析
        5.1.1 含非穿透损伤的工程模型应力分布及强度
        5.1.1.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        5.1.1.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        5.1.1.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
        5.1.2 含穿透损伤的工程模型应力分布及强度
        5.1.2.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        5.1.2.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        5.1.2.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
    5.2 含超出规定尺寸50%的损伤的工程模型挖补维修分析
        5.2.1 含非穿透损伤的工程模型应力分布及强度
        5.2.1.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        5.2.1.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        5.2.1.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
        5.2.2 含穿透损伤的工程模型应力分布及强度
        5.2.2.1 单向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        5.2.2.2 双向拉伸载荷作用下的应力分布及强度
        5.2.2.3 纯剪切载荷作用下的应力分布及强度
    5.3 超手册损伤挖补维修后应力分布及强度分析比较
    5.4 小结
第六章 两种新的维修方式探讨
    6.1 半厚度材料维修
        6.1.1 半厚度维修法简介
        6.1.2 维修后强度对比
    6.2 低模量材料进行维修
        6.2.1 低模量材料维修法简介
        6.2.2 维修强度对比
    6.3 小结
第七章 总结与展望
    7.1 结论
    7.2 论文展望
参考文献
附录工程实践
    工程实践一 复合材料性能参数测试
    工程实践二 小型复合材料固定翼无人机结构件制作
    工程实践三 全碳纤复合材料多旋翼无人机的制作
    工程实践四 复合材料湿法手糊工艺改进
    工程实践小结
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢

四、树脂基复合材料层压板结构挖补修理技术(论文参考文献)

  • [1]复合材料结构垂尾翼尖损伤挖补修复技术研究[J]. 王雪,邱蕾蕾. 机械工程师, 2022(03)
  • [2]复合材料胶铆混合修理力学特性实验研究[D]. 王宇灿. 中国民航大学, 2019(02)
  • [3]湿热环境下复合材料胶接修理振动特性分析[D]. 张刚. 中国民航大学, 2019(02)
  • [4]复合材料加筋板修理评估分析[D]. 屈孙涛. 南京航空航天大学, 2019(02)
  • [5]湿热环境下复材胶接修理结构压缩极限载荷解析模型研究[D]. 苏日新. 上海交通大学, 2019(06)
  • [6]冲击损伤下航空复合材料修复技术研究进展[J]. 王长越,邢素丽. 玻璃钢/复合材料, 2017(12)
  • [7]核—壳粒子增韧环氧胶黏剂/复合材料制备及性能研究[D]. 唐义号. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
  • [8]中温固化复合材料层压板分层缺陷挖补修补工艺研究[J]. 苏建,田鹏飞,徐恒元,龚志红,包啸,汪冬冬,李建川,崔益华. 纤维复合材料, 2017(03)
  • [9]复材损伤结构胶接修复工艺与评估方法的研究[D]. 郑俊. 南京航空航天大学, 2017(03)
  • [10]SR20飞机复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修力学性能研究[D]. 张春. 中国民用航空飞行学院, 2016(08)

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树脂基复合材料层合结构开挖修复技术
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