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钢—复合材料连接接头承载能力研究
| 论文题名： | 钢—复合材料连接接头承载能力研究 |
| 关键词： | 船体结构;钢-复合材料;连接接头;承载能力 |
| 摘要： | 当今船舶领域，对船舶性能、低能耗、绿色、环保等方面要求越来越高，由于复合材料的比强度、比刚度高，且其优异的耐化学腐蚀性能、抗疲劳性能、绝缘性能、吸波透波性能、无磁特性，被广泛应用于船体结构材料。然而，纵使复合材料具备众多优异的性能，船体结构仍以金属材料为主，复合材料主要用于上层建筑、桅杆、附体、轻型舱壁、螺旋桨等次级承力结构或非承力结构。本文针对钢-复合材料连接接头结构形式进行分析研究，通过其在不同载荷条件下的承载能力表现，选择合适的连接接头形式，为以后复合材料用作船体结构材料提供依据。 通过有限元和试验对比的方式，进行连接接头承载能力的研究。本文选择Hashin准则作为本文钢-复合材料接头判据，在本质上更贴近复合材料的失效形式。在有限元模拟连接接头胶接层时，引入了基于弹塑性断裂力学的内聚力模型，对连接接头在拉伸、弯曲、低速冲击工况下的承载能力分析。 经过试验数据与有限元仿真数据的对比，首先，验证了有限元仿真方法合理可行；其次，在拉伸承载时，从失效模式来看，影响连接接头的拉伸承载能力的主要因素是粘接剂的强度；再次，在弯曲承载时，连接接头的结构形式对其承载能力影响较大；最后，在低速冲击承载时，冲击区域的不同，对其冲击承载能力有较大影响。 本文分别对“Y型”“K型”“H型”三种钢-复合材料连接接头形式进行分析，得出在不同承载特点的情况下，各连接接头的承载能力特点，为复合材料在船体不同部位的使用提供依据，使复合材料在船舶领域的使用能更好的适应船舶各部位的受力特点。 |
| 作者： | 陈浩 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 刘敬喜;肖曙明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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