基于复合材料的飞机连接结构多尺度下的强度分析理论及数值方法

对复合材料而言，因为存在两种或多种组分，对其进行强度及断裂研究就具有与均匀的各向同性材料不同的尺度。破坏可能是单个组分的断裂，或是组分之间界面的分离。因连接结构含有不同形状的孔，因此，连接结构问题的求解、分析，数学上要归结为边值问题的建立和求解。多复变量应力函数的方法和势函数方法分别在二维和三维的各向异性体结构强度分析及断裂研究中起着重要的作用。本研究就是致力于用各向异性结构复变函数理论中保角映射原理与积分方程相结合的方法，借助Schwarz-Christoffel映射建立一种新的计算方法，采用此方法可以得到将大量连接结构中常见的孔形准确地映射为单位圆的映射函数，从而很好地解决连接结构中不同形状孔的边界条件问题。并对材料的各向异性性质和紧固件与孔壁的摩擦对应力分布的影响、多种边界条件下连接结构应力及变形情况进行全面分析。进而对多尺度下含不同孔形的复合材料连接构件整体强度进行分析、评价。

复合材料由两种或两种以上成分组成，是典型的各向异性材料，对其进行强度及断裂研究就具有与均匀各向同性材料不同的尺度。其破坏可能为基体开裂、分层和纤维断裂等多种形式。因连接结构含有不同形状的孔，连接问题的求解、分析在数学上要归结为边值问题的建立和求解。多复变量应力函数和势函数方法分别在二维和三维的各向异性体结构强度分析及断裂研究中起着重要作用。本研究致力于用各向异性结构复变函数理论中保角映射原理与积分方程结合的方法，利用Schwarz－Christoffel映射将复杂孔形准确的映射为单位圆的映射函数，从而建立复杂孔形的边界条件，研究复杂孔形的孔边应力场及对结构整体强度的影响。并对材料的各向异性性质和紧固件与孔壁的摩擦对应力分布的影响、多种边界条件下连接结构应力及变形情况进行全面分析。进而研究多尺度下含不同孔形的复合材料连接结构的整体强度。