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碳纤维增强树脂基复合材料雷击损伤的研究

摘要第11-13页
ABSTRACT第13-15页
第一章 绪论第16-30页
    1.1 复合材料第16-18页
        1.1.1 碳纤维增强树脂基复合材料第16-17页
        1.1.2 CFRP在飞机中的应用第17-18页
    1.2 自然雷电和人工模拟雷电第18-23页
        1.2.1 雷电现象和危害第18-19页
        1.2.2 雷电电流波形和数学模型第19-21页
        1.2.3 人工模拟雷电设备第21-23页
    1.3 飞机与雷击第23-25页
        1.3.1 雷击对飞行安全的影响第23-24页
        1.3.2 雷击对飞机造成的损伤第24页
        1.3.3 飞机雷电防护的标准第24-25页
    1.4 CFRP雷击防护研究现状第25-28页
    1.5 课题提出的背景和意义第28-30页
第二章 理论基础第30-37页
    2.1 有限元理论和基本思想第30-31页
    2.2 热量传递的基本方式第31-32页
        2.2.1 热传导第31页
        2.2.2 热对流第31页
        2.2.3 热辐射第31-32页
    2.3 CFRP雷击温度场计算方法第32-35页
        2.3.1 联合换热边界条件第32-34页
        2.3.2 温度场控制方程第34-35页
        2.3.3 电场控制方程第35页
    2.4 ANSYS电热场单元类型第35-37页
第三章 温度场的计算第37-52页
    3.1 有限元模型第37-39页
        3.1.1 有限元模型第37-38页
        3.1.2 模拟方法第38-39页
    3.2 模型验证第39-41页
        3.2.1 材料体系第39-40页
        3.2.2 对比验证第40-41页
    3.3 结果与讨论第41-50页
        3.3.1 雷击结束时温度场第41-44页
        3.3.2 散热阶段温度场的变化第44-46页
        3.3.3 雷击点温度电压变化第46-48页
        3.3.4 厚度方向温度变化第48-50页
    3.4 本章小结第50-52页
第四章 CFRP雷击热解和损伤因素的研究第52-74页
    4.1 CFRP热解的计算第52-56页
        4.1.1 CFRP热解模型的推导第52-53页
        4.1.2 恒定升温速率热解模型第53-54页
        4.1.3 非恒定升温速率热解模型第54-56页
    4.2 CFRP热解计算的结果与讨论第56-61页
        4.2.1 CFRP恒定升温速率的热解度第56-58页
        4.2.2 CFRP热失重分析第58-59页
        4.2.3 雷击点的热解度第59-60页
        4.2.4 不同峰值电流下的热解度第60-61页
    4.3 CFRP雷击损伤的表征第61-64页
        4.3.1 损伤面积的判定第62-63页
        4.3.2 损伤深度的判定第63-64页
    4.4 CFRP雷击损伤的影响因素第64-73页
        4.4.1 雷电电流峰值对雷击损伤的影响第65-66页
        4.4.2 雷电电流波形对雷击损伤的影响第66-67页
        4.4.3 雷电电流电荷量对雷击损伤的影响第67-68页
        4.4.4 雷电电流作用积分对雷击损伤的影响第68-69页
        4.4.5 CFRP的厚度对雷击损伤的影响第69-70页
        4.4.6 CFRP厚度方向电导率对雷击损伤的影响第70-71页
        4.4.7 CFRP体积分数对雷击损伤的影响第71-72页
        4.4.8 CFRP面积对雷击损伤的影响第72-73页
    4.5 本章小结第73-74页
第五章 碳纤维复合材料雷击损伤实验第74-93页
    5.1 碳纤维复合材料结构件的制作第74-76页
        5.1.1 CFRP结构件制作原料和设备第74-75页
        5.1.2 CFRP结构件制作树脂固化工艺第75页
        5.1.3 CFRP结构件制作整体流程第75-76页
    5.2 碳纤维体积分数的测定第76-78页
        5.2.1 碳纤维体积分数的测定方法第76-77页
        5.2.2 碳纤维体积分数的测定结果第77-78页
    5.3 人工雷击实验实验台的制作第78-80页
        5.3.1 实验台设计的背景第78-79页
        5.3.2 试验台设计方案第79-80页
    5.4 碳纤维复合材料人工雷击损伤实验第80-91页
        5.4.1 CFRP雷击损伤实验设备和现象第80-82页
        5.4.2 CFRP雷击损伤形貌分析第82-84页
        5.4.3 CFRP雷击损伤C扫描分析第84-88页
        5.4.4 CFRP雷击损伤扫描电镜分析第88-91页
    5.5 本章小结第91-93页
第六章 结论与展望第93-96页
    6.1 全文总结第93-94页
    6.2 研究展望第94-96页
参考文献第96-101页
致谢第101-102页
攻读硕士学位期间取得的研究成果第102-103页
学位论文评阅及答辩情况表第103页

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