纤维金属层合板残余应力及影响因素研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

纤维金属层板(fmls)是一种由金属薄板和纤维材料交替铺层后,在一定温度和压力下固化而成的一种层间混杂复合材料，也称为超混杂层板。层板的性能受铝合金材料、纤维/树脂体系、表面预处理工艺、纤维铺层取向、层板厚度、固化工艺以及固化后预拉伸程度等多种因素的影响。

纤维金属板综合了传统纤维复合材料和金属材料的特点,克服了单一复合材料和金属材料的不足,不但有高的比强度和比刚度,还具有金属材料的韧性和可加工性,而优良的疲劳性能和损伤容限性能纤维金属板的最主要的特点，在航空航天工业中是重要的结构材料[1][7]，并愈加受到汽车、轨道交通等领域的关注。 到目前为止，纤维金属板总共经历了四次更新换代[7][12]：

arall层板，金属层用铝合金薄板，预浸料啧选择芳纶凯夫拉（kevler）纤维增强的热固性环氧树脂，即第一代纤维金属混杂复合板—arall层板（aramidreinforcedaluminumlaminates，芳纶纤维增强铝合金层板）。arall层板兼取了铝合金材料和纤维增强复合材料的优点又克服了各自的一些缺陷，轻质高强且易于加工，层板裂纹处纤维的“桥接”作用，使得层板具有极高的损伤容限和抗疲劳强度。但是由于芳纶纤维和铝合金两者的热膨胀系数相差很大，所以层板固化后会存在较高的残余应力，影响整体的性能。而且arall的界面剥离强度和静缺口强度低，抗冲击性能较差。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究目标

1、掌握ansys软件的参数化建模方法[15]，学习ansys软件的优化分析模块使用方法；

2、计算分析得到在热-力耦合作用下不同材料参数对界面应力的影响规律；

3. 研究计划与安排

（1）第1-3周：查阅相关资料，学习ansys软件的参数化建模方法，完成外文翻译，完成开题报告。

（2）第4-8周：计算分析得到在热-力耦合作用下不同材料参数对界面应力的影响规律。

（3）第9-12周：建立基于ansys的纤维金属层合板优化设计方法,并验证优化算法的有效性。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]t,s,.egemenavcu,mustafa,etal.areview:fibremetallaminates,background,bondingtypesandappliedtestmethods[j].materialsanddesign,2011（32）：3671-3685.

[2]i.，r.c.alderliesten，r.benedictus.lay-upoptimisationoffibremetallaminatesbasedonfatiguecrackpropagationandresidualstrength[j].compositestructures,2015（124）:77-87.

[3]faramarzashenaighasemi,sedighraissib,keramatmalekzadehfard.analyticalandmathematicalmodelingandoptimizationoffibermetallaminates(fmls)subjectedtolow-velocityimpactviacombinedresponsesurfaceregressionandzero-oneprogramming[j].latinamericanjournalofsolidsandstructures,2013（10）:391-408.