某航空材料叠层结构失效行为的跨尺度分析

【类型】学位论文

【作者】李晓东 

【关键词】 工程材料 叠层结构 失效行为 ABAQUS 有限元法

【摘要】机械工程材料在恶劣的服役条件下,经常出现材料失效的状况,尤其是在航空航天领域,需要更高要求的材料服役行为,本文力图利用大型商用有限元软件ABAQUS以及Python语言,在普通PC机上真实再现某航空材料叠层结构的各种力学试验,希望可以突破材料种类的限制,在工程材料的宏观尺度与微观尺度之间架起一座桥梁,实现其对所有工程材料的通用性,包括焊接接头等合金材料,使力学试验进一步指导工程实际。尽管工程材料已经使用了上千年,但是对其力学性能的跨尺度分析还有待提高,如宏观与微观力学理论模型的差异、裂纹扩展、在施加较大负载时工程材料表现出复杂的非线性力学特性等。材料结构决定工程材料的性质,工程材料的性质又决定材料的服役行为,并直接影响工程建设和发展。更好剖析工程材料的力学性能尤为重要。对于任何一种工程材料来说,建立适当的有限元模型,在宏观及微观两个层面分析其失效行为,对判断材料的承载情况,保证结构的正常工作与安全都是及其重要的。本文利用大型商用有限元软件ABAQUS为技术平台,采用Python脚本参数化设计语言,设计了工程材料力学试验模型以及相关力学试验的分析过程,分别采用宏观力学的有限元模型以及微观力学的有限元模型对工程材料的相关力学试验进行了逐步损伤及破坏分析,并将各分析结果进行对比。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】兰州理工大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】李旭东

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