首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 203 毫秒
1.
杨金花  傅衣铭  王永 《工程力学》2006,23(3):69-75,98
基于非线性弹性壳理论,建立了考虑脱层接触效应的具轴对称脱层层合圆柱壳的运动控制方程。引入假想弹簧计算接触力,然后对系统的横向运动控制方程进行修正,从而有效地避免了脱层之间的相互贯穿。整个问题采用有限差分法进行求解,算例中,详细讨论了脱层的大小、深度、位置以及载荷等因素对具脱层轴对称层合圆柱壳非线性动力响应的影响。数值计算结果表明,在脱层结构动力响应分析中考虑接触效应是非常重要的,它可避免脱层结构出现物理上不可能的相互贯穿。  相似文献   

2.
通过建立三层四波多层波纹管平面轴对称模型和三维实体模型,探讨了波纹管在内压载荷下所涉及到的层间接触问题和稳定性屈曲问题.针对多层结构接触问题所涉及到的摩擦系数、接触刚度和层间间隙等参数的取值进行了模拟试验对比,最后对非线性屈曲分析的初始缺陷和弹塑性极限分析所需施加的载荷值进行了描述,目的在于通过对多层波纹管有限元分析的...  相似文献   

3.
脱层的存在将会大大降低层合结构的屈曲载荷。利用含环向贯穿脱层壳的屈曲分析模型,对各种算例进行分析。首先通过与经典理论和一阶剪切理论结果的比较,验证了分析模型的正确性,指出了它们各自的适用范围。考虑了脱层壳的三种不同屈曲模态。分析了不同径厚比、边界条件及脱层长度、深度、位置对脱层壳屈曲载荷的影响。最后给出了正交各向异性脱层壳的屈曲分析以及铺层角度对脱层壳屈曲载荷的影响。  相似文献   

4.
提出了一种等效理论来分析含损伤碳纤维增强树脂T300/QY8911复合材料层合板的分层屈曲。针对含贯穿脱层层合板产生面外弯曲后的受力特点,引入损伤界面的接触效应,根据精确模型所给出的多尺度变形失效机制,提出了一个基于刚度等效理论来分析损伤层合板结构失效的力学性能。通过将含脱层的区域等效成一个几何形状和铺设方式完全一致,但刚度相应折减的完善子板,运用三分区模型,根据板壳理论、复合材料力学等基本原理建立各子板的屈曲控制方程,同时结合边界条件和连续性条件求解。算例分析表明,本文所得的屈曲荷载与考虑接触效应精确模型所得的解析解及ABAQUS有限元结果高度吻合。该研究方法充分考虑了脱层带来的刚度降低以及由于分层界面处非线性抗穿透约束的影响,不仅大大简化了繁琐的推导过程和节省了计算量,而且揭示了深层次的力学机制,更为主要的是,该方法可以有效推广到含多分层损伤层合板的非线性力学性能的评估,为航空航天先进复合材料的结构设计和力学分析提供有力的技术支持。   相似文献   

5.
与常规层合板相比,变刚度层合板的制造、有限元建模分析和铺层设计有其特殊之处。首先对设计时需考虑的制造因素进行了归纳,提出了变刚度层合板的铺层设计要求。然后给出了变刚度层合板的理想模型和考虑丝束宽度模型的建模方法。基于理想模型对ABAQUS的前处理模块进行二次开发,利用编制的参数化建模程序分析了不同铺放角的变刚度层合板的屈曲性能,并讨论了最小曲率半径对铺层的限制和变刚度设计提高屈曲载荷的机制。基于变刚度层合板的抗屈曲机制建立了一种铺层优化设计方法,使用遗传算法经两步优化得到最优铺层。对最优铺层建立考虑丝束宽度的模型以研究丝束宽度和铺层偏移对变刚度层合板抗屈曲铺层优化结果的影响。研究表明,在变刚度层合板的抗屈曲铺层优化中使用简化的理想模型通常来说是可行的。在考虑制造因素的情况下,优化后的变刚度层合板较常规层合板屈曲载荷有显著提高。  相似文献   

6.
李道奎  周建平  雷勇军 《工程力学》2004,21(2):114-118,151
研究了含任意内埋矩形脱层复合材料层合板的屈曲问题。采用一种基于Mindlin一阶剪切理论的条形传递函数方法,将含内埋矩形脱层的复合材料层合板分成含脱层和不含脱层的两种矩形超级单元,然后由各超级单元之间连接结点处的位移连续和力平衡条件得到脱层板屈曲的特征方程,进而得到脱层板的屈曲载荷和屈曲模态。进行参数分析发现,脱层大小、深度、位置以及脱层板的边界条件和复合材料铺层方向对脱层板屈曲载荷的影响较显著。  相似文献   

7.
含分层损伤缝合复合材料层板的剩余压缩强度   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于渐进损伤方法,研究了含单脱层缝合复合材料层板在压缩载荷下的剩余强度。通过商用软件ABAQUS建立了含单脱层缝合复合材料层板剩余压缩强度计算模型,考虑了子层屈曲和分层扩展对剩余强度的影响。通过UMAT子程序实现了层板失效、层间失效和缝线失效的模拟。通过嵌入式杆单元结构模拟了缝线桥联作用及失效。采用Hashin准则及刚度折减法对纤维拉压、基体拉压失效进行了模拟。通过渐进损伤分析,揭示了缝合情况下含单脱层复合材料层板的失效机理,讨论了缝合参数对剩余压缩强度的影响。所预测的破坏模式和剩余强度结果与实验能较好地吻合。分析表明缝合可以明显提高含分层损伤复合材料层板的子层屈曲载荷,抑制分层扩展,并提高层板的剩余压缩强度。  相似文献   

8.
3D复合材料中纤维搭桥对脱层屈曲的影响   总被引:7,自引:0,他引:7  
本文用能量法求解了绑结层合板和编织复合材料等3D复合材料中有纤维搭桥的圆形脱层屈曲问题。搭桥纤维被视为连续分布于脱层面上、可提供与脱层屈曲挠度成正比的恢复力的线性弹簧,根据脱层夹支边界条件以及脱层只能向一个方向挠曲的约束条件,导出了一个特征长度a0,当脱层半径a超出a0时,脱层屈曲将仅发主在r<a0的子圆域之内,并不跨越整个脱层区域(r≤a);当脱层半径a小于a0时,脱层屈曲将跨越整个脱层区域,并随着a的减小,脱层屈曲的临界载荷将逐渐提高。  相似文献   

9.
在受轴向冲击圆柱壳的非冲击端引入轴向、周向、径向和径向旋转4个方向边界弹簧模拟一般边界条件。根据Love薄壳理论得到圆柱壳变形过程中的应力应变,并采用一种改进的Fourier级数方法表示圆柱壳沿坐标轴方向的位移。将应力应变以及位移代入圆柱壳的能量表达式,采用基于Hamilton方程的一阶变分法对能量表达式进行推导和变换,得到一般边界条件下受轴向冲击圆柱壳的自然频率以及动力屈曲临界载荷的判别式。计算分析了一般边界条件对受轴向冲击圆柱壳的自然频率和屈曲临界载荷的影响,以及不同边界条件圆柱壳屈曲模态的类型特点。结果表明:一般边界条件下自然频率随着冲击载荷增大而降低;随着轴向波数的增加圆柱壳自然频率及屈曲临界载荷增大,随着周向波数的增加屈曲临界载荷也增大;轴向、周向、径向和径向旋转各个方向边界刚度对圆柱壳自然频率和屈曲临界载荷的影响都是刚度系数越小,自然频率越低而临界载荷越大;圆柱壳受轴向冲击,边界条件的改变会影响屈曲模态。  相似文献   

10.
含脱层单向铺设层合梁非线性后屈曲分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
李萍  金福松  简方  夏飞  薛江红  熊颖 《工程力学》2019,36(11):230-240
采用四分区模型,将含脱层单向铺设复合材料层合板梁分为4个子梁,根据复合材料层合理论,考虑后屈曲路径上位于脱层界面上、下子梁之间的局部受力与变形机制,建立了子梁之间接触力与变形之间的非线性定量关系。在此基础上,结合可伸长梁的几何非线性理论,推导出了计及接触效应的各子梁的非线性后屈曲控制方程。设定简支板梁的边界条件以及脱层前沿处各子梁之间力和位移的连续性条件,通过对控制方程和定解条件归一化,采用小参数摄动法求解,并根据梁的平衡微分方程的特点,解析其通解与特解的构造,获得了含脱层单向铺设层合梁受轴向压力作用的临界屈曲荷载及后屈曲平衡路径的理论解。通过对含脱层单向铺设的复合材料层合梁进行数值分析,综合讨论了脱层长度和深度等对层合板梁的临界屈曲载荷及接触性能的影响,并将所得的理论解与ABAQUS有限元分析得到的结果进行对比,结果表明二者高度吻合。研究发现梁的屈曲模态包含宏观的整体失效模态和界面的微观屈曲模态。梁的屈曲荷载和接触性能都是其固有属性,前者受梁的几何参数和材料参数的影响较显著,而后者则主要受脱层的位置和大小影响。  相似文献   

11.
This paper concerns the buckling load analysis of laminates with a pre‐existing delamination, using the finite element method based on the Mindlin plate theory. To deal with the contact problem in the buckling mode, an effective algorithm is presented. In this method, an iterative updating process based on the first‐order sensitivity analysis and the quadratic programming technique is proposed to compute the fictitious forces in contacting areas at first. These fictitious forces are then transferred into the stiffness parameters of some artificial springs. The original stiffness matrix of system can be modified, using these artificial springs. Finally, the penetration between two delaminated layers in the buckling mode can be prevented effectively. Numerical examples show that this method is very efficient to solve the contact problem in eigenvalue analysis from the viewpoint of its accuracy, stability and convergence speed. The effects of contact and delamination size on the buckling load analysis are also investigated. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

12.
提出了一种预测含特定分层损伤层压板发生局部屈曲时整体应变的方法。认为含分层子板的局部屈曲载荷由其弯曲刚度最大的分层决定, 因而含有相同最大弯曲刚度分层的不同子板具有相同的屈曲载荷。在已知弯曲刚度最大分层的屈曲载荷的情况下, 根据层压板的轴向刚度公式, 计算出发生局部屈曲时弯曲刚度最大的分层与完好的基板分别承受的载荷, 即得到总载荷, 进而得到层压板的整体应变。用ABAQUS有限元分析软件建立含分层损伤的层压板模型, 使用准静态加载进行了多种分层深度和分层位置下的局部屈曲仿真, 所得局部屈曲载荷符合上述推论。用所提方法预测发生局部屈曲时的整体应变, 结果与有限元结果吻合较好, 此方法可用于建立分层参数识别的参照样本库。  相似文献   

13.
A series of finite element analyses on the delaminated composite cylindrical shells subject to combined axial compression and pressure are carried out varying the delamination thickness and length, material properties and stacking sequence. Based on the FE results, the characteristics of the buckling and postbuckling behaviour of delaminated composite cylindrical shells are investigated. The combined double-layer and single-layer of shell elements are employed which in comparison with the three-dimensional finite elements requires less computing time and space for the same level of accuracy. The effect of contact in the buckling mode has been considered, by employing contact elements between the delaminated layers. The interactive buckling curves and postbuckling response of delaminated cylindrical shells have been obtained. In the analysis of post-buckled delaminations, a study using the virtual crack closure technique has been performed to find the distribution of the local strain energy release rate along the delamination front. The results are compared with the previous results obtained by the author on the buckling and postbuckling of delaminated composite cylindrical shells under the axial compression and external pressure, applied individually.  相似文献   

14.
Azam Tafreshi   《Composite Structures》2004,64(3-4):511-520
Composite cylindrical shells and panels are widely used in aerospace structures. These are often subjected to defects and damage from both in-service and manufacturing events. Delamination is the most important of these defects. This paper deals with the computational modelling of delamination in isotropic and laminated composite cylindrical shells. The use of three-dimensional finite elements for predicting the delamination buckling of these structures is computationally expensive. Here combined double-layer and single-layer of shell elements are employed to study the effect of delamination on the global load-carrying capacity of such systems under axial compressive load. It is shown that through-the-thickness delamination can be modelled and analysed effectively without requiring a great deal of computing time and memory. A parametric study is carried out to study the influence of the delamination size, orientation and through-the-width position of a series of laminated cylinders. The effect of material properties is also investigated. Some of the results are compared with the corresponding analytical results. It is shown that ignoring the contact between the delaminated layers can result in wrong estimations of the critical buckling loads in cylindrical shells under compressive load.  相似文献   

15.
冲击后含损伤复合材料格栅加筋板的后屈曲   总被引:4,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
采用数值分析方法研究了冲击后含损伤的复合材料格栅加筋板的后屈曲特性。基于Mindlin 一阶剪切理论和Von Karman 大挠度理论, 建立了冲击后蒙皮内含分层损伤复合材料格栅加筋板后屈曲分析的有限元方法; 分析中同时考虑了蒙皮和肋骨中纤维断裂、基体开裂等损伤累积造成的刚度的退化和蒙皮分层子板间的闭合接触效应, 为含损伤复合材料格栅加筋板的后屈曲特性研究提供了一种有效的数值分析方法。分析结果表明, 蒙皮分层面积较大时, 格栅加筋板出现蒙皮分层上子板的局部屈曲后仍然具有较强的继续承载能力, 而在后屈曲分析中, 应考虑损伤累积对格栅加筋结构承载能力的影响; 采用非线性虚拟界面元可成功处理分层子板间的闭合接触效应。   相似文献   

16.
Local buckling of intact thin-walled columns is generally performed by modeling the wall segments as long plates and by assuming that edges common to two or more plates remain straight. Thus, the buckling load can be determined by considering the wall segments as individual plates rotationally restrained by the adjacent wall segments. This technique is combined with plate theories as a new analytical method to predict the buckling load of an initially delaminated column with any arbitrary sections (open or closed). First, moments at the rotationally restrained edges of delaminated segment (web or flange) are obtained from the curvature and stiffness of the adjacent laminates. Then, the strain energy of this delaminated segment with distributed moment at edges is calculated based on the first-order shear deformation theory. Using the principal of minimum potential energy, the governing equations are obtained and solved by the Rayleigh–Ritz approximation technique. Results of the present approach are compared with three-dimensional finite-element results obtained from eigenvalue buckling analysis in ANSYS software for both box- and channel-section columns with cross-ply and angle-ply stacking sequences. Finally, the effects of delamination size and location are investigated on the buckling loads.  相似文献   

17.
含分层损伤复合材料加筋层合板的动承载能力   总被引:4,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
采用有限元方法研究了含穿透分层损伤复合材料加筋层合板的动力响应和承载能力。根据复合材料层合板一阶剪切理论, 推导了复合材料层合板单元的刚度阵和质量阵列式;同时采用Adams 应变能法与Rayleigh阻尼模型相结合的方法, 构造了相应的阻尼阵列式;为了防止在低阶模态中分层处出现的上、下子板不合理的嵌入现象, 建立了含分层损伤复合材料加筋层合板动力分析中分层分析模型和虚拟界面联接模型。并采用Tsai提出的刚度退化准则和动力响应分析的精细积分法, 对在动荷载作用下含分层损伤复合材料加筋层合板结构进行了破坏和承载能力分析。通过典型算例分析, 分别讨论了外载频率、分层深度、筋的位置以及破坏过程中刚度退化对含损伤复合材料加筋层合板动力响应特征和承载能力的影响, 得到了一些具有理论和工程价值的结论。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号