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航空复合金材料结构新方法有哪些意义

航空复合金材料结构剩余强度损伤容限和寿命预测两种方法目前正在研究和开发中,可能用于设计。第一种是使用损伤力学来预测在使用寿命期间发生的刚度变化。这种方法越来越普遍,目的是为了跟踪损伤的发展,解释结构刚度的变化,以及在复合金材料结构的微观结构层面。

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航空复合金材料结构第二种方法是利用微观力学和动力学理论来预测剩余强度。这种方法的示意图见图6-1。基本复合强度的微观力学表征是根据组分、几何结构和排列方式来构建。使用动力学(或速率)理论,将这些强度模型中的本构参数作为服务输入和环境的函数进行研究,允许在组成级别引入疲劳、蠕变、蠕变破裂、老化、氧化和其他与时间和周期相关的影响。这些组成效应被组合在一起,它们的集体效应被上述的微观力学模型评估

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早期,航空复合金材料结构不需要经验或现象学的假设,这是一个主要的优势。为了支持新合金材料的引进,并促进高效和优化的结构设计的发展,需要开发更可靠和可靠的基于机械的分析方法来预测结构的失效模式、寿命和剩余强度。虽然半经验工程方法将继续改进,但最有希望的方法是利用计算机能力和数值方法的巨大改进。


航空复合金材料结构的三维行为非常适合于全局、局部和层次的分析方法。新方法能有效地将局部材料损伤机制与荷载重分布、几何非线性和失稳现象等全局响应耦合起来,并预测结构的破坏模式。


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