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毕业论文-双稳态复合材料设计及力学行为研究，共64页，16790字
中文摘要
近年来双稳态复合材料（Bistable composite）的薄壳结构引起了人们
的重视，双稳态复合材料由于能够用来制作简单、可靠、轻质的可展开机构
（Deployable Structures）而广泛的应用于航天飞行器的设计和制造中，
因此对双稳态复合材料的折叠行为和稳态构型的研究具有重要的学术意义
和工程背景。
本文建立了理论模型来研究双稳态结构折叠与展开过程中的力学变形
理论机制，提出了双稳态结构的控制方程，并采用数值法求解方程；发现了
具有双稳态性质的复合材料结构，其初始横截面圆心角存在最小临界值；讨
论了解的稳定性，给出了两种稳态结构之间的简明关系。
同时还制备了碳纤维/玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料薄壳结构，并
对其折叠行为开展了相关的实验研究。发现了±45°方向铺层的结构在弯曲
性能上优于 0/90°铺层结构。提出了新的实验方法和数据处理方式得到了
双稳态结构弯曲时的弯矩和半径变化情况，实验结果与理论模型吻合的很
好。
关键词：双稳态；复合材料；可展开机构；薄壳结构

目录
第 1 章 引言 1
1.1 双稳态结构简介.... 1
1.2 双稳态结构研究状况.... 2
1.2.1 理论研究进展 .. 2
1.2.2 实验研究进展 .. 3
1.3 本文研究的主要内容.... 3
1.3.1 研究内容 .. 3
1.3.2 各章内容简介 .. 4
第 2 章 复合材料薄壳结构的双稳态性质研究 5
2.1 理论模型及推导.... 5
2.1.1 模型建立及几何尺寸....... 5
2.1.2 应变分量 .. 6
2.1.3 本构关系 .. 8
2.1.4 径向和横向弯矩 .... 10
2.1.5 平衡方程 10
2.2 双稳态解...... 11
2.2.1 材料常数 11
2.2.2 数值解 .... 13
2.3 本章小结...... 16
第 3 章 双稳态复合材料薄壳结构的制备 ...... 19
3.1 材料及模具.. 19
3.1.1 材料体系 19
3.1.2 脱模剂 .... 21
3.1.3 模具 21
3.2 制备工艺...... 22
3.2.1 铺层方式 22
3.2.2 固化条件 22
3.3 材料常数 ..... 23
3.4 本章小结 ..... 26
第 4 章 双稳态行为的实验研究 .......27
4.1 实验方法 ..... 27
4.1.1 试件准备 27
4.1.2 实验仪器 28
4.1.3 加载方式 29
4.2 结果分析 ..... 33
4.2.1 测量结果概述 33
4.2.2 载荷分析 35
4.2.3 应变分析 36
4.2.4 弯矩分析 42
4.2.5 弯曲半径分析 44
4.3 本章小结 ..... 49
第 5 章 全文总结 .......51
插图索引 ....... I
表格索引 ....III
参考文献 ......V
致
声