题目：复合材料π胶接接头疲劳寿命预测及失效机理研究

    自上个世纪60年代以来，随着先进复合材料技术的飞速发展，复合材料结构在工程上的应用也越来越广泛。先进复合材料以其优良的力学性能，大大减轻了结构的重量，降低了制造、装配以及全寿命使用成本。先进复合材料在航空领域应用的快速发展，使得复合材料的使用已经成为飞机飞行性能、经济性、安全性和环保低耗的重要指标。C919作为中国现代大飞机事业的起点，其复合材料使用量已达到20%左右。这预示着国内复合材料的研发制造、复合材料结构的设计使用将迎来快速发展阶段。复合材料整体化结构π接头作为复合材料结构整体化技术的一个重要成果，对其进行深入研究在工程上具有重要意义。本文通过有限元程序建立起渐进疲劳损伤方法，对π接头进行疲劳寿命预测和失效机理研究，立足实际工程问题，为进一步工程应用和优化提供指导。

    通过对国内外复合材料疲劳研究现状的介绍，比较分析了常用的复合材料失效准则、材料退化模型等，研究了渐进疲劳损伤模型的三个重要部分，并用Fortran语言编写子程序以实现渐进疲劳损伤过程。与其它复合材料结构一样，π接头也具有复杂的结构形式，仅仅依靠试验难以对结构的受力传载形成全面的认识，而通过有限元技术则可以很好的实现。本文通过建立复合材料结构的三维有限元模型，基于ABAQUS软件调用子程序实现渐进疲劳损伤过程，并通过试验获得相关参数，由计算和试验对比说明了使用渐进疲劳损伤方法对复合材料结构进行疲劳寿命预测的合理和有效性。在预测静力性能的基础上对π接头进行疲劳寿命预测，并对接头的失效机理展开详细的研究。

    通过研究，建立了基于有限元软件二次开发的渐进疲劳损伤方法，实现了在循环中渐进退化并引入应力比的影响，最终得到了π接头在循环载荷下的疲劳寿命，阐释了π接头的失效过程、载荷传递等失效机理，对π接头在工程上的实际应用和进一步进行结构优化有着重要指导意义。