飞机复合材料结构雷击损伤评估和防护设计PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 飞机雷击研究背景 1

1.2 飞机雷击分区及环境波形 3

1.2.1 飞机雷击分区 3

1.2.2 飞机雷击环境波形 6

1.3 飞机复合材料结构雷击的研究现状 12

1.3.1 雷电流电磁场对复合材料力学性能的影响 12

1.3.2 复合材料雷击损伤及防护 13

1.3.3 含损伤复合材料的力学性能研究 16

1.4 本书涵盖的内容 17

参考文献 18

第2章 复合材料雷电流冲击试验 23

2.1 试验装置 23

2.2 试验件和冲击电流波形 25

2.3 试验结果和分析 28

2.3.1 IIB区域的损伤结果对比 28

2.3.2 IA区域的损伤结果对比 31

2.3.3 IB区域的损伤结果对比 33

参考文献 36

第3章 复合材料长间隙雷电附着和电导性 37

3.1 基于流注生长概率模型的复合材料层合板雷电附着点模拟 37

3.1.1 复合材料放电流注生长仿真流程 37

3.1.2 有限元模型 39

3.1.3 计算结果和分析 40

3.2 基于流注生长概率模型的整体飞机雷电附着点模拟 51

3.3 金属聚合物复合材料的电树枝生长模拟 59

3.3.1 逾渗模型 59

3.3.2 电树枝生长模拟 61

3.3.3 计算结果和分析 62

参考文献 66

第4章 复合材料层合板雷击过程物理环境分析 69

4.1 雷击过程物理环境 69

4.1.1 放电通道电磁环境 69

4.1.2 放电通道热膨胀压力 70

4.1.3 复合材料层合板电磁场 71

4.2 复合材料及放电通道电磁场数值分析 73

4.2.1 计算模型与分析流程 73

4.2.2 电流波形及材料参数 75

4.2.3 电磁场计算结果 77

参考文献 85

第5章 典型复合材料加筋壁板表面雷击损伤分析 88

5.1 雷击试验件 88

5.2 复合材料表面雷击损伤分析 90

5.2.1 雷击损伤过程 90

5.2.2 不同防护形式雷击损伤分析 93

参考文献 99

第6章 复合材料雷击烧蚀分析方法 101

6.1 复合材料雷击烧蚀损伤分析流程及算例 101

6.1.1 烧蚀损伤分析流程 101

6.1.2 材料属性与分析模型 102

6.1.3 计算结果和分析 104

6.2 复合材料热物理参数对雷击烧蚀损伤的影响 110

6.2.1 分析模型和雷电流载荷 110

6.2.2 电导率对烧蚀结果的影响 110

6.2.3 热导率对烧蚀结果的影响 114

6.2.4 比热对烧蚀结果的影响 115

参考文献 117

第7章 改进的复合材料雷击烧蚀分析方法 118

7.1 改进方法及考核 118

7.1.1 改进方法描述及有限元模型 118

7.1.2 方法考核 120

7.2 复合材料基准件分析 123

7.2.1 有限元模型 123

7.2.2 计算结果和分析 124

7.3 全喷铝防护件分析 125

7.3.1 有限元模型 125

7.3.2 计算结果和分析 127

7.4 局部喷铝防护件分析 129

7.4.1 有限元模型 129

7.4.2 计算结果和分析 130

7.5 玻璃布喷铝防护件分析 134

7.5.1 有限元模型 134

7.5.2 计算结果和分析 135

参考文献 138

第8章 雷击电磁力作用下的复合材料结构响应分析 140

8.1 复合材料电磁力 140

8.2 计算流程及材料参数 142

8.2.1 计算流程及步骤 142

8.2.2 复合材料性能参数 143

8.3 计算结果和分析 144

8.3.1 板载雷电流自感电磁力对复合材料结构响应的影响 144

8.3.2 考虑放电通道情况下电磁力对复合材料结构响应的影响 151

8.3.3 电磁力和热膨胀作用下的复合材料结构响应 156

参考文献 166

第9章 雷电流引起的复合材料汽化反冲分析 168

9.1 雷电环境下复合材料的非线性材料模型 168

9.1.1 弹性本构模型 168

9.1.2 汽化反冲模型 170

9.1.3 弹塑性及失效模型 171

9.2 有限元模型及分析过程 172

9.2.1 电热分析有限元模型 172

9.2.2 汽化反冲动力学有限元模型 175

9.3 计算结果和分析 175

9.3.1 电热分析结果 175

9.3.2 汽化反冲分析结果 178

参考文献 183

第10章 复合材料层合板雷击损伤后剩余强度分析 185

10.1 复合材料损伤后剩余强度评估 185

10.1.1 损伤评估方法 185

10.1.2 复合材料的Hashin失效准则 186

10.1.3 雷击烧蚀损伤后剩余强度计算方法 188

10.2 剩余强度分析流程和模型 191

10.3 计算结果和分析 193

10.3.1 拉伸载荷下层合板不同铺层的损伤扩展 193

10.3.2 雷电流参数对剩余强度的影响 198

参考文献 200

第11章 复合材料加筋壁板雷击损伤后稳定性和剩余强度分析 202

11.1 基于应变和Hashin失效准则的复合材料渐进损伤理论 202

11.1.1 考虑纤维束剪切非线性的Hashin准则 202

11.1.2 复合材料损伤本构关系和损伤状态 203

11.1.3 复合材料三维渐进损伤流程 206

11.2 轴向压缩试验 211

11.2.1 试验描述 211

11.2.2 试验结果和分析 213

11.3 稳定性和剩余强度模拟 214

11.3.1 分析模型及材料参数 214

11.3.2 计算结果和分析 218

11.4 试验与模拟结果对比 220

11.4.1 最大破坏载荷 220

11.4.2 各测点轴向应变 222

参考文献 224

第12章 复合材料结构雷击防护设计 225

12.1 各种雷击防护方法的优化设计 225

12.1.1 未防护复合材料板的雷击效果 225

12.1.2 火焰喷铝防雷击优化 226

12.1.3 铜网防雷击优化 230

12.1.4 铺层角度和厚度防雷击优化 236

12.2 复合材料结构雷击防护建议和设计流程 241

12.2.1 雷击防护建议 241

12.2.2 雷击防护设计流程 242

参考文献 243