缠绕复合材料壳体低速冲击损伤与评估

　　《缠绕复合材料壳体低速冲击损伤与评估》以缠绕复合材料典型结构为研究对象，针对其在低速冲击条件下的损伤和结构完整性问题，采用试验、理论建模和仿真模拟等方法，开展了较为系统的研究和阐述。首先对缠绕复合材料壳体力学分析方法、低速冲击损伤以及损伤后剩余强度的研究现状进行了综述，然后对缠绕复合材料制作工艺与细观力学特性进行了分析，并据此构建了界面损伤模型和纤维交叠区域刚度解析计算模型，给出了适用于缠绕复合材料结构特点的力学性能试验方法。在此基础上，基于连续介质损伤力学，构建了缠绕复合材料渐进损伤模型，发展了三维Hashin失效准则，建立了缠绕复合材料壳体低速冲击有限元模型，对缠绕复合材料壳体低速冲击过程进行了仿真研究。同时，阐述了缠绕复合材料壳体低速冲击试验情况，系统开展了缠绕复合材料壳体、缠绕复合材料平板、复合材料层合板三类结构的低速落锤冲击试验及冲击后损伤检测试验，通过对比分析给出缠绕复合材料结构的低速冲击损伤特性，研究了缠绕复合材料壳体在不同冲击能量、不同冲击部位下的冲击响应规律，并将试验结果与上述仿真结果进行对比，验证了仿真模型的有效性。基于验证有效的仿真模型，采用预定义场变量方法，构建了低速冲击与冲击后剩余强度的一体化数值仿真模型，并采用水压爆破试验进行了验证，然后采用该模型研究了不同因素对复合材料壳体冲击后剩余强度的影响规律。最后，采用结构可靠性评估思想，基于最终层失效，建立了概率渐进失效可靠性评估模型，并利用典型结构件和固体火箭发动机复合材料壳体对模型进行了验证。

暂缺《缠绕复合材料壳体低速冲击损伤与评估》作者简介

第1章 绪论
1．1 缠绕复合材料壳体力学性能分析方法研究现状
1．1．1 细观力学分析方法
1．1．2 宏观力学分析方法
1．2 缠绕复合材料低速冲击问题研究现状
1．2．1 低速冲击响应规律与损伤机理研究
1．2．2 低速冲击损伤影响因素研究
1．2．3 低速冲击损伤数值仿真预测方法研究
1．3 含损伤复合材料结构剩余强度研究现状
1．3．1 宏观唯象法
1．3．2 基于模型的方法
1．4 复合材料结构可靠性研究现状
第2章 缠绕复合材料工艺与细观特性分析
2．1 缠绕复合材料壳体制作工艺分析
2．2 缠绕复合材料细观特性分析
2．2．1 缠绕复合材料特征单元
2．2．2 交叠区域纤维体积分数分布规律
2．2．3 不同坐标系的转换关系
2．2．4 弹性常数分布规律分析
第3章 复合材料单向力学性能模型
3．1 复合材料弹性力学本构方程
3．2 单向复合材料细观力学
3．2．1 均质化方法
3．2．2 单向复合材料弹性系数计算
3．3 复合材料界面损伤模型
3．3．1 界面单元几何结构
3．3．2 界面单元本构关系
3．3．3 界面单元损伤模型
第4章 缠绕复合材料力学性能预测与测试
4．1 单向复合材料横向力学性能预测
4．1．1 复合材料细观力学模型
4．1．2 细观有限元模型建立
4．1．3 横向载荷作用下的力学性能预测
4．2 缠绕复合材料力学性能测试
4．2．1 拉伸及层间剪切性能
4．2．2 面内剪切性能
4．3 缠绕复合材料力学性能统计特性
第5章 缠绕复合材料壳体低速冲击损伤试验研究
5．1 低速落锤冲击试验
5．1．1 低速冲击试验设备
5．1．2 复合材料低速冲击试件制备
5．1．3 低速冲击试验夹具
5．1．4 试验步骤
5．2 低速冲击响应规律分析
5．2．1 接触力-时间曲线变化规律分析
5．2．2 中心位移-时间曲线变化规律分析
5．2．3 冲头动能-时间曲线变化规律分析
5．3 冲击后损伤模式研究
5．3．1 无损检测
5．3．2 破坏性检测
第6章 缠绕复合材料壳体低速冲击损伤建模与仿真
6．1 低速冲击损伤建模
6．1．1 复合材料损伤本构模型
……
第7章 含低速冲击损伤缠绕复合材料壳体强度分析与验证
第8章 缠绕复合材料壳体概率渐进失效分析模型与可靠性评估
参考文献