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1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1目的及意义
近些年来,复合材料在航空航天、船舶、能源、体育器材、交通运输等行业得到日益广泛的应用,成为重要的结构材料之一。由于连接和其他设计需要,复合材料结构必须含有各种尺寸的开孔,而在开孔周围存在应力集中,使损伤发展复杂化,并降低了其结构强度。为了使复合材料在结构中设计更合理,必须对结构的应力、损伤破坏等进行准确地分析、预测。纤维增强复合材料层合板的破坏是一个复杂的过程,其损伤包括多种模式,如基体开裂、基纤剪切、分层和纤维断裂等。预测一个实际结构的破坏模式及破坏强度一直是工程界十分关注的问题,利用最先一层失效的概念来预测复合材料层合板的最终强度通常过于保守,而通过逐渐损伤分析可以清楚地了解承载层合板内部发生损伤之后载荷的重新分布和损伤的相互作用及扩展过程,因此可以准确预测层合板的局部和整体变形以及最终破坏载荷。
1.2国内外对复合材料铺层的破坏分析和优化设计
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究（设计）的基本内容
文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解复合材料在船舶领域的应用情况，了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系；设计不同铺层角度与顺序、开孔尺寸、孔中心距的开孔碳纤维复合材料层合板；建立不同铺层角度与顺序、开孔尺寸、孔中心距的开孔碳纤维复合材料层合板的有限元模型；进行不同铺层角度与顺序、开孔尺寸、孔中心距的开孔碳纤维复合材料层合板的仿真模拟；分析对比仿真结果，撰写毕业论文。
2.2目标
评价不同结构形式的开孔碳纤维复合材料层合板的力学性能，总结铺层角度与顺序、开孔尺寸、孔中心距对开孔碳纤维复合材料层合板的力学性能的影响，并选出最优设计。
2.3拟采用的技术方案及措施
本文将针对不同铺层角度与顺序、开孔尺寸、孔中心距，设计不同结构形式的开孔碳纤维复合材料层合板；完成不同结构形式的开孔碳纤维复合材料层合板模型的仿真计算；根据仿真结果，评价不同结构形式的开孔碳纤维复合材料层合板的力学性能；总结铺层角度与顺序、开孔尺寸、孔中心距对开孔碳纤维复合材料层合板的力学性能的影响。
参考文献[11]对于开孔的形状，选择开圆形孔。根据国标 GB / T 1447 － 2005，试件的尺寸取为 250mm × 25mm × 1. 68mm。
2.3.1开孔尺寸（单孔）
| 试样编号 | 1-1 | 1-2 | 1-3 | 1-4 | 1-5 |
| 直径/mm | 0（完好试件） | 5 | 10 | 15 | 20 |
2.3.2孔中心距（双孔）
| 试样编号 | 2-1 | 2-2 | 2-3 | 2-4 | 2-5 |
| 孔中心距/mm | 0(单孔） | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 直径/mm | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
2.3.3铺层角度与顺序
| 试样编号 | 3-1 | 3-2 | 3-3 | 3-4 |
| 直径/mm | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 铺层角度与顺序 | (0/90/0)4 | (90/0/90)4 | (0/45/90/-45/90/0)2 | (90/-45/90/0/45/90)2 |
对于不同的复合材料，有不同的失效准则。而三维 Hashin 准则能清楚地分辨出纤维增强复合材料层合板不同的失效模式，因此被广泛应用于层合板的破坏分析。参考文献[11]本文也采用三维 Hashin 准则来预测层合板的失效起始。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第4-7周：掌握有限元仿真软件的使用方法；按照设计方案，完成不同结构形式的开孔碳纤维复合材料层合板的仿真模拟。
第8-11周：分析不同结构形式的开孔碳纤维复合材料层合板模型的力学性能。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]崔海涛，郝勇，温卫东．含孔复合材料层合板逐渐损伤破坏分析［Ｊ］．理化检验：物理分册，2002，38（4）：150-153
[2]李明，马力，吴林志，等．开孔复合材料层合板拉伸强度研究［Ｊ］．哈尔滨工业大学学报，2011,43（2）：1-5.
[3]chang f k，larry b l. damage tolerance of laminated composites containing an open hole and subjected to compressive loading:part Ⅰ-analysis [j]. journal of composite materials，1991,25（4）：2-43
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