层间弱粘贴复合材料层板的热弹性脱层

本文建立了一个层间弱粘贴复合材料层板热弹性脱层模型。该模型建立在两个描述层间弱粘贴的基本假设基础上。层间位移不连续由层间粘贴的物理关系来描述，表现为层间位移跳跃值与层间残余横向应力的关系；层间温度不连续由层间传热薄层来描述，并据此给出一个计算层间温度跳跃值的计算公式，表现为温度跳跃值与层间横向张开量之间的关系。在此假设基础上，根据平衡方程和静态传热方程导出了正交柱面弯曲层板热弹性脱层解。算例显示了层间弱粘贴对层板热弹性响应的影响。     

层间弱粘贴复合材料层析的热弹性脱层

本文建立了一个层间弱粘贴复合材料层板热弹性脱层模型。该模型建立在两个描述层间弱粘贴的基本假设基础上。层间位移不连续由层间粘贴的物理关系来描述，表现为层间位移跳跃值与层间残余横向应力的关系；层间温度不连续由层间传热薄层来描述，并据此给出一个计算层间温度跳跃值的计算公式，表现为温度跳跃值与层间横和开量之间的关系。在此假设基础上，根据平衡方程和静态传热方程导出了正交柱面弯曲层板，热弹性脱层解。算例显示了层间弱粘贴对层板热弹性响应的影响。     

复合材料层板层间应力分析的能量法

本文首先探讨了复合材料层板层间应力的问题提法,指出了轻典层板理论与层间应力的层板理论的关系;然后本文给出求解层间应力的方法,将每层的面内应力沿厚度方向以完备函数族进行单向展开,沿宽度方向设其为任意函数,利用平衡方程和余能原理可得任意函数所满足Euler方程,通过求解该方程得到层间应力。本文最后还给出了解决奇异性的方法。计算结果表明,应力分布与奇异项系数的收敛都是迅速的。      

满足板面载荷和横向剪应力连续的层板理论

本文提出了一种简单高阶剪切变形层板理论.其位移场满足层间位移和横向剪应力的连续性,τ_xx、τ_yx在板面等于与板面平行的载荷.位移场的变量与一阶剪切变形理论一样只有五个,但无论厚薄板均逼近精确解.文中合理考虑了层板板面上与板面平行的载荷对层板的作用,大大改善了这类问题解的精度.      

压电复合材料正交层板的精确理论

基于一个六自由度的位移场和电势场, 建立了压电复合材料层板的控制方程。在简支边界条件下, 得到了正交矩形压电复合材料层板的解析解。该理论是一个等效单层理论, 控制方程的变量仅六个, 且不随层数变化, 使解的数学过程简洁。在该理论中, 决定精度的位移分布函数和电势分布函数由三维应力和静电平衡方程的特解来确定, 使之满足压电层板界面连续条件与板面力及电条件。算例验证了本文中等效单层理论的高精度。     

阳极氧化工艺对纤维-铝合金层板力学性能的影响

通过改变铝合金表面阳极氧化工艺参数,研究了阳极氧化电压和时间对玻璃纤维-铝合金(GLARE)层板抗拉强度和层间剪切强度的影响.通过SEM观察了铝合金表面Al2O3多孔膜和层板断面形貌,分析了铝合金/树脂胶接界面对层板力学性能的影响.结果表明,阳极氧化电压为20 V时,GLARE层板抗拉强度和层间剪切强度随着阳极氧化时间延长而增大,在20 min时出现最大值,继续延长阳极氧化时间,层板强度随之下降;阳极氧化时间为20 min时,GLARE层板抗拉强度和层间剪切强度随着阳极氧化电压增大而增大,在20V时出现最大值,继续增大电压,强度随之下降.     

复合材料斜交层板柱状弯曲的翘曲修正模型

研究复合材料斜交层板的柱状弯曲问题,建立新的数值计算方法。在厚度方向,利用翘曲修正理论,推导出了层板面内位移的两个序列分布规律;在长度方向,采用升阶谱位移函数,应用最小势能原理,给出了层板柱状弯曲的特殊有限元模型。通过典型例题的计算表明:应力、位移在厚度方向的分布计算结果与精确弹性解符合很好。本文方法的自由度少,方法简单,优于一阶剪切理论、高阶理论,适用于解决层板弯曲问题。     

热载荷作用下层合板瞬态响应分析

本文研究了层合板在热载作用下的瞬态响应,推导出考虑横向剪切变形影响的运动方程,以简支的正交铺层板为例,对横向剪切的影响作了分析.     

阳极氧化工艺对纤维-铝合金层板力学性能的影响

通过改变铝合金表面阳极氧化工艺参数, 研究了阳极氧化电压和时间对玻璃纤维-铝合金(GLARE)层板抗拉强度和层间剪切强度的影响。通过SEM观察了铝合金表面Al₂O₃多孔膜和层板断面形貌, 分析了铝合金/树脂胶接界面对层板力学性能的影响。结果表明, 阳极氧化电压为20 V时, GLARE层板抗拉强度和层间剪切强度随着阳极氧化时间延长而增大, 在20 min时出现最大值, 继续延长阳极氧化时间, 层板强度随之下降; 阳极氧化时间为20 min时, GLARE层板抗拉强度和层间剪切强度随着阳极氧化电压增大而增大, 在20 V时出现最大值, 继续增大电压, 强度随之下降。     

含压电作动器和传感器的复合材料层板静变形有限元分析和形状控制研究

本文研究了含压电作动器和传感器层的复合材料层板理论,建立了位移和电自由度的四节点有限元素,利用总势能最小原理推导了静力平衡方程,实现和验证了含压电作动器/传感器复合材料层板静态分析有限元程序。并对该类复合材料层板进行了形状控制研究。      

复合材料多层厚板的精化高阶理论及其有限元法

本文提出了一种经过改进的复合材料多层厚板的精化高阶剪切变形理论,采用Legendre多项式来逼近位移场沿厚度方向的分布,较好地模拟了横向剪切变形和层间拉、压变形,利用层板上,下自由表面横向剪应力为零的边界条件,对所假定的位移场作了化简,在此基础上构造了相应的有限元.文中通过一些典型算例,与Pagano的弹性力学精确解[9]以及其他高阶理论的解作了比较,说明本文的精化高阶剪切变形理论及其相应的有限元具有精度高和收敛快的优点.     

层间滑移对摩擦型叠梁弯曲特性的影响

对叠梁滑移问题的计算,通常假定粘结层的滑移应变与剪应力成线性关系;但对于库仑摩擦型叠梁来说,只有当层间剪力超过层间最大抵抗摩擦力后,才发生层间滑移。为了更精确研究摩擦型叠梁的力学特性,该文首先推导了考虑层间摩擦力影响的截面剪应力计算公式,进而确定了摩擦型叠梁层间滑移展开的力学条件和路径;最后借助传递矩阵法求解了叠梁滑移展开的长度以及对叠梁构件力学特性的影响;与ANSYS的计算结果对比表明该文提出的算法准确高效;滑移效应会破坏截面的整体性,增大局部弯曲应力,结构计算时应根据实际滑移情况考虑滑移效应对结构受力的影响。     

考虑损伤效应的粘弹性层合板的非线性动力响应分析

扩展了Ladeveze 的复合材料单层板的损伤模型, 使之可用于考虑剪切粘弹性的复合材料层合板的损伤分析, 基于Von Karman 方程, 建立了考虑损伤效应的粘弹性复合材料层合板的非线性动力学方程, 且应用有限差分法和迭代法进行求解。数值结果表明, 考虑结构的损伤和损伤演化时, 结构的非线性动力响应将发生显著的变化。     

含压电作动器和传感器的复合材料层板静变形有限元分析和形状控制研究

本文研究了含压电作动器和传感器层的复合材料层板理论，建立了位移和电自由度的四节点有限元素，利用总势能最小原理推导了静力平衡方程，实现和验证了含压电作动器／传感器复合材料层板静态分析有限元程序。并对该类复合材料层板进行了形状控制研究。     

非对称复合材料层板在面内载荷作用下的非线性横向变形或屈曲

本文利用广义富里叶级数法对非对称复合材料层板在面内载荷作用下的非线性横向变形或屈曲问题进行了分析。文中主要研究了四边简支边界条件下,非对称层板的铺层方式和面内载荷形式对横向变形的影响。通过求解非线性控制方程得到了层板的载荷—挠度曲线或特殊情况下的后屈曲平衡曲线。计算结果表明,对于大多数非对称复合材料层板在面内载荷作用下所产生的是横向变形问题,而不是分叉屈曲问题。     

复合材料多层厚板的精化高阶理论及其有限元法

本文提出了一种经过改进的复合材料多层厚板的精化高阶剪切变形理论,采用Legendre多项式来逼近位移场沿厚度方向的分布,较好地模拟了横向剪切变形和层间拉、压变形,利用层板上,下自由表面横向剪应力为零的边界条件,对所假定的位移场作了化简,在此基础上构造了相应的有限元.文中通过一些典型算例,与Pagano的弹性力学精确解[9]以及其他高阶理论的解作了比较,说明本文的精化高阶剪切变形理论及其相应的有限元具有精度高和收敛快的优点.      

湿热环境对碳纤维增强树脂基复合材料力学性能的影响及其损伤机理

采用加速吸湿法研究经3种湿热环境(湿度为85%RH,温度分别为25,70,85℃)处理后CFRP层合板的吸湿特性,对吸湿前后的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层合板分别进行拉伸、压缩、剪切实验,研究其力学性能变化规律,利用扫描电镜和红外光谱分析湿热环境中CFRP层板的损伤机理,最后采用最小二乘法拟合提出湿热环境下CFRP层合板力学性能的预测公式。结果表明:CFRP层合板的吸湿初期特性符合Fick定律;相同湿度下环境温度越高,CFRP的吸湿速率和平衡吸湿率越大,达到吸湿平衡所需时的间越长;3种湿热环境处理后的CFRP层板的90°拉伸和剪切力学性能下降最明显;经湿热环境处理后水分子通过氢键与环氧树脂发生缔合,但CFRP层合板中的各组分未发生化学结构变化;拟合建立的不同湿热条件下力学性能衰退公式与实验结果基本一致。     

基于微滑移模型的B-G型叶片干摩擦缘板阻尼器减振特性研究

在干摩擦接触面间引入弹性剪切层来模拟干摩擦接触,考虑摩擦接触界面在振动过程中可能经历完全粘滞、局部滑移、完全滑移三个阶段,提出一种改良的微滑移摩擦阻尼模型。在该阻尼模型基础上对摩擦力-位移迟滞曲线进行了仿真,得到了符合工程实际的迟滞曲线;分析了不同外力下接触面上的摩擦分布,揭示了微滑移模型的本质;利用一次谐波平衡与等效线性化相结合,研究多种参数对阻尼器等效刚度和等效阻尼及减振特性的影响,得到的减振规律为工程中该类阻尼器设计提供了指导。     

双轴载荷下缝合层板的强度预测

基于缝合层板单层单胞细观力学模型,研究了单层板在拉、压、剪下的力学特性。根据经典层板理论建立了缝合层板在双轴载荷下的强度模型,并考虑了缝合造成表面层和内部层刚度和强度的差异。通过有限元软件ABAQUS分析了双轴载荷多种工况下缝合层板的损伤演化过程,揭示了缝合层板的失效机理,获得了缝合层板在双轴载荷下的失效包络线以及对应比率载荷下的应力应变曲线。所预测的失效模式和失效强度与实验取得了较好的吻合。通过分析表明缝合层板单层在剪切载荷下表现出一定的非线性特性。多轴多向层板在双轴载荷下表现出较强的耦合性。     

带或不带脱层的复合材料层板强度的预报

首先用实验直接测定或从文献中引用单向纤维增强层板的强度的Weibull分布参数α和β.用经典层板理论分析层板中的面内应力;邻层的裂纹引起的应力集中用剪滞法计算;层间应力用简化的平衡方程来确定,层板中单层的当地强度由于邻层的约束作用而提高,假定单层的承载能力直到其裂纹密度饱和时才耗尽;用增强软X光照相技术来监测裂纹密度的发展并测定相应的约束系数,建立最普遍的统计强度准则,结合作用应力的计算和统计强度预报,确定不同层板中各单层的破坏顺序和最终损伤状态.根据最终损伤状态来确定层板的统计强度,并用试验验证.