含分层损伤复合材料组合层合梁的屈曲性态

本文基于Ｍｉｎｄｌｉｎ假定推导了考虑剪切的组合层合梁的有限元列式,并在此基础上计算出含分层损伤的各种层合梁在受轴向压力情况下的屈曲模式。从中得出梁的屈曲性态与铺设角,梁的几何形状,分层位置及分层大小等因素的关系,所得结论具有普遍意义。     

含分层损伤复合材料层合板的屈曲特性研究

本文利用有限元方法,对压缩载荷作用下含各种形状脱层损伤的复合层合板的屈曲模态和载荷进行了研究。对不同的脱层损伤尺寸,层合板分别有整体,混合和局部三种屈曲模态,穿透脱层和埋藏脱层的层合板其临界载荷的变化规律是相同的。     

复合材料开孔平板剪切稳定性研究

本文对复合材料开孔平板试验件进行剪切载荷下的稳定性分析。对厚度为2mm,铺层为16层的开孔平板进行剪切稳定性试验。采用工程算法对复合材料平板的临界屈曲载荷与剪切屈曲应变进行计算，该方法考虑了铺层与边界条件的影响。通过有限元仿真软件建立剪切平板模型，计算模型的屈曲模态，并将模态作为初始缺陷引入模型，通过有限元弧长法计算复合材料平板模型的非线性屈曲载荷及屈曲应变。对于平板模型，工程算法得到的剪切屈曲载荷、屈曲应变与有限元模型计算的结果基本吻合。对于带孔平板模型，利用有限元弧长法仿真得到剪切载荷作用下的应力分布及非线性屈曲载荷，与试验结果对比较好。通过有限元结果与试验、工程算法结果对比，验证了有限元模型的可靠性。基于验证过的有限元模型进行了参数化研究，评估了不同开孔直径对复合材料平板剪切屈曲稳定性的影响。研究结果表明，开孔会导致结构剪切屈曲载荷显著下降，孔边比为0.3时，为临界屈曲载荷最优的结构模型。开孔直径越大，结构的剪切屈曲载荷越小，孔边应变逐渐增大。     

含损伤复合材料加筋板强度分析及修补研究

对含损伤复合材料加筋板进行了强度分析及修补研究。建立了复合材料层合加筋壁板的有限元分析模型,该模型采用界面单元以有效模拟筋条和壁板之间的连接界面及层板分层界面,连接界面和复合材料层板分别采用Quads和Hashin失效准则作为失效判据,引入材料刚度退化模型,采用非线性有限元方法,研究了复合材料加筋壁板在压缩载荷下的破坏过程。建立了筋条脱粘面积、层板分层面积与结构承载能力之间的关系,对不同损伤加筋板进行了修补研究,研究结果可为合理制定复合材料构件缺陷验收标准和结构修理容限提供分析依据。     

层板分层后屈曲分析

本文给出了改进二维分层Mindlin模型^[1]过渡区中的内力内力矩、应变、位移协调关系，以及有限元模型，进而分析了含有圆形和椭圆形分层的复合材料层合板后屈曲行为，表明这一模型的可靠性和实用性。     

压电蜂窝夹层板表面局部分层热屈曲

研究含蜂窝芯层的压电复合材料层合板的表面局部分层热屈曲,建立压电蜂窝层板模型,应用能量原理,计算在层板子层发生局部分层情况下,热屈曲的临界温度变化值。比较不同情况下屈曲临界温差的变化,分析不同因素对发生热屈曲时临界温度变化的影响。由计算结果可得,不同分层形状以及铺层角度对临界温度变换都会产生影响,其中以椭圆形分层具有最好的稳定性。同时临界温度变化也会随附加电场强度线性变化,在工程应用中可利用施加电场来有效防止压电层板局部分层发生屈曲。     

含分层损伤的复合材料层压板后屈曲及低周疲劳分层扩展有限元模拟研究

基于Abaqus软件建立3D层压板有限元模型,采用虚拟裂纹扩展技术(Virtual Crack Closure Technology,简称"VCCT")模拟分层界面。为接近真实物理模型,引入几何扰动。以含圆形分层区的层压板为研究对象,进行非线性后屈曲分层模拟。根据后屈曲分层扩展分析结果,以Paris模拟疲劳分层的萌生及扩展,研究复合材料低周疲劳特性。     

温度和圆孔缺陷对层合板线性屈曲特性的影响分析

随着应用环境趋于复杂,层合板经常会处于不同的温度环境以及经常需要开圆孔进行机械连接,且厚度方向尺寸较小,受压缩时容易发生屈曲现象,因此,研究不同温度和圆孔缺陷对层合板屈曲特性的影响具有重要的意义。首先对欧拉梁理论进行简单回顾,推导出梁在两端铰接受压状态时的平衡载荷和挠曲线的解析解。进一步用有限元方法对各向同性板屈曲问题进行研究,将屈曲载荷和屈曲模态与基于欧拉梁理论的解析解进行对照,确定合适的网格密度,验证模型的正确性。然后对含不同圆孔尺寸的准各向同性层合板在不同温度下进行屈曲特性分析,分别得到前五阶的屈曲载荷和屈曲模态。最后研究了不同圆孔尺寸下,圆孔深度对层合板屈曲特性的影响。结果表明:随着温度的升高,含相同圆孔尺寸的层合板的屈曲载荷线性下降;同一温度下,随着圆孔尺寸的增大,屈曲载荷下降越来越快;同一圆孔尺寸下,随着圆孔深度的增加,屈曲载荷下降速度先减小后增大,呈现出对称性。     

含脱层的蜂窝夹芯板结构的弯曲试验研究

本文通过四点弯曲试验研究了含脱层的蜂窝夹芯板在纯弯载荷作用下的局部屈曲模式和破坏模式,指出局部屈曲模式是跳跃失稳模式。文中给出了脱层尺寸对局部屈曲临界载荷和破坏载荷的影响曲线。     

含胶层的蜂窝夹芯反结构的弯曲试验研究

本文通过四点弯曲试验研究了含脱层的蜂窝夹芯板在纯弯载荷作用下的局部屈曲模式和破坏模式,指出局部屈曲模式是跳跃失稳模式。文中给出了脱层尺寸对局部屈曲临界载荷和破坏载荷的影响曲线。