加权残数法分析各向异性层合薄板线性动力反应问题

样条函数具有很强的适应数据或函数变化的能力,是一种函数逼近、曲线拟合的理想工具。本文以加权残数法为基础,选取 B-样条函数作为试函数,分析了对称层合板在定常激振外荷载作用下的线性动力反应,并分别与相应条件下的级数解和有限差分数值解进行比较,取得令人满意的一致结果,以而确定加权残数法解决各向异性层合板线性动力反应问题的可靠性。     

边界效应对反对称角铺设层合板稳定和振动问题的影响

Jones.R.M和Whitney.J.M利用Whitney解分析了四边为S_3简支边界条件下,耦合效应对反对称角铺设层合板稳定和振动问题的影响。关于在其它边界下的情形,还未见有报道。本文应用加权残值法,选取样条函数——三角级数为试函数,计算了两对边为筒支,另两对边为各种支承的反对称角铺设层合板的屈曲载荷和振动频率。分析了由于边界条件不同所产生的边界效应对其屈曲载荷和振动频率的影响,得到了许多有意义的结果。     

3D复合材料纤维搭桥对方形表面脱层屈曲影响

用Rayleigh-Ritz法求解了绑结层合板和编织层合板等3D复合材料层合板中有纤维搭桥的正方形表面脱层的屈曲问题。搭桥纤维被视为连续分布于脱层表面，相当于可提供与脱层屈曲挠度成正比的恢复力的线性分布弹簧。算例表明，纤维搭桥对提高临界屈曲载荷的作用十分明显。随着纤维搭桥弹性系数的增大，临界屈曲载荷能相应提高。     

3D复合材料纤维搭桥对圆形脱层屈曲的影响

用能量法求解了绑结层合板和编织层合板等3D复合材料中纤维搭桥的椭圆形表面脱层屈曲问题，搭桥纤维被视为连续分布于脱层表面，可提供与脱层屈曲挠度成正比的恢复力的线性弹簧，算例表明，纤维搭桥对提高临界屈曲载荷的作用十分明显。     

用一种新方法分析复合材料层合板的边缘效应问题

本文用[1]中提出的方法,即样条边界层方法,计算复合材料层合板层间应力和边缘效应问题,给出了满意的结果。样条边界层方法是一种加权残值与奇异摄动混合方法。计算表明,用此种方法处理存在边界层效应的问题比用纯加权残值法效果要好,是一种行之有效的计算方法。     

反对称角铺设夹层板的稳定与振动

用解析法求解简支边界条件下以角铺设层合板为面板的反对称铺设复合材料夹层板的弹性屈曲和横向振动问题,导出了对应于Hoff型夹层板理论的临界载荷和固有频率的计算式。     

具有初始非线性层合板的粘弹性屈曲

本文选用一种既考虑材料的蠕变特性,又考虑材料在初始状态具有非线性的本构关系,对玻璃钢复合材料层合板的屈曲问题进行了计算与分析。计算中采用了加权残值法及迭代法,由此得到了一些重要曲线及结论。     

纤维增强复合材料层合板承受剪切屈曲的优化设计

本文对四周简支矩形层合板承受剪切屈曲进行了优化计算。层合板由N个单层组成,每个单层厚度均为h,基体材料相同,在与X轴成+a_i、-a_i角的方向辅设了同样数量的纤维。因此,各个单层是一个正交各向异性板。通过平衡方程并应用Galerkin法得到一组线性代数方程组,剪切屈曲载荷以特征值的形式隐含于其中。通过选择层合板各个单层的a_i角,使层合板具有最大的剪切屈曲载衙。本文采用POWELL法,一维搜索使用0.618法,用FORTRANⅣ语言编制了计算程序,在7760计算机上进行了一些算例。     

以切比雪夫多项式为试函数分析薄圆板弹性后屈曲

应用加权残数法分析问题的关键是试函数的选择。本文以切比雪夫多项式为试函数,用加权残数法中的伽辽金法对薄圆板的弹性后屈曲进行了分析。数值计算结果表明:以切比雪夫多项式为试函数的解精度高、收敛性好,加权残数法分析板的弹性后屈曲行之有效。     

考虑弯扭耦合效应的复合材料叶片铺层优化方法

在复合材料叶片设计中,可利用弯扭耦合效应进行铺层优化设计,通过减小叶片气动弹性外形的改变来提高叶片结构的效率。将复合材料叶片简化为对称非均衡悬臂层合板,基于经典层合板理论提出刚度权值和载荷系数2个分析参数。并采用试验和有限元模拟分析了弯扭耦合效应中分析参数对结构变形的影响。进一步以刚度权值的可行域为约束条件,叶片曲率最小为目标函数,对含有0°,90°和±45°铺层的对称层合板进行分析计算,得到关于载荷系数的刚度权值最优路径。并以16层对称层合板为例进行了验证计算。通过对刚度权值最优路径的逆向计算,能够快速得到满足设计条件的最优铺层顺序。该方法可为复合材料叶片的铺层优化设计提供一定的参考和依据。     

含口盖复合材料圆柱壳轴压屈曲性能分析

对完整复合材料圆柱壳进行了轴向压缩破坏试验,得到了圆柱壳的载荷-应变曲线和破坏载荷,试验结果表明:在轴压载荷作用下,圆柱壳的破坏形式为屈曲破坏。结合ANSYS有限元软件对复合材料圆柱壳进行屈曲分析,有限元计算结果与试验结果一致,验证了模型和计算方法的有效性。利用所建立的模型,对圆柱壳的铺层顺序进行改进设计,分析了铺层角度对开口圆柱壳屈曲载荷的影响。在开口处加装复合材料口盖进行补强,计算了不同口盖铺层方式下的柱壳屈曲强度。计算结果表明:优化复合材料叠层顺序可提升结构的屈曲载荷,开口后圆柱壳的轴向屈曲载荷大幅降低,加装口盖可使开口圆柱壳的轴向稳定性得到有效的增强。提出了一种提高含口盖的复合材料圆柱壳轴向屈曲强度的改进设计方法,为复合材料壳体的稳定性设计提供参考。     

面内载荷作用下复合材料层合板非线性屈曲

采用广义傅立叶级数法建立了具有弹性约束的复合材料矩形层板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程组,并简化为矩阵形式。运用广义傅里叶级数法对控制方程组进行求解,得到相应的载荷一中心挠度曲线。计算结果表明：非对称层合板在面内载荷作用下,一般产生的是横向变形,但在一定的铺层顺序、边界条件、受载方式等情况下,也可能发生分叉型屈曲。     

双参数地基上层合板屈曲问题的半解析解法

采用经典层合板理论,分析弹性地基上复合材料层合板在单向或双向受压时的屈曲特性,给出了相应的半解析计算格式.通过实际算例讨论了层合板纤维铺设角、地基参数、边界约束条件、板长宽比、弹性转动刚度等因素对其屈曲特性的影响.     

双参数地基上层合板屈曲问题的半解析解法

采用经典层合板理论，分析弹性地基上复合材料层合板在单向双向受压时的屈曲特性，给出了相应的半解析计算格式，通过实际算例讲座了层合板纤维铺设角，地基参数，边界约束条件，板长宽比，弹性转动刚度等因素对其屈曲特性的影响。     

用有限元法研究复合材料层合板的热屈曲特性

用有限元法对复合材料层合板的热屈曲特性进行了分析研究，通过对几个算例的分析比较，表明本文的方法是精确的，给出了层合板屈曲的数值结果，并讨论了铺层方向、铺层数量、板的长宽比、温度分布等因素对复合材料层合板热屈曲特性的影响。由此得出了一些有用的结论。     

反对称角铺设层合板振动公析的样条有限元法

本文用样条有限元法,分析了反对称角铺设层合板的自由振动问题.在用三次B样条函数构成的样条基对诸独立位移分量进行插值后,根据瑞利—李兹法导出了特征方程,分别计算了反对称角铺设层合板在不同长宽比、不同铺层数、不同铺设角情况下的固有频率,并将有关结果与已有的成果进行了比较.     

摄动-加权残数法分析复合材料层合板的非线性问题

本文结合摄动法、加权残数法二者的优点。来求解高阶剪切变形理论下对称正交铺设复合材料层合矩形板承受均布荷载下的几何非线性弯曲问题。先用摄动法将非线性偏微分方程组化为线性偏微分方程组,再利用加权残数法,用统一形式去求解各级摄动后相应的线性偏微分方程组。其中选用五次B-样条基的组合为试函数,以狄拉克δ函数为权函数。     

薄壳强度计算中加权残数法的应用分析

本文采用五次样条函数及其一阶导数构造试函数,分析了加权残数法配点、配线、配域计算薄壳强度问题的原理、步骤和优、缺点。并通过对几个实例的计算,说明采用加权残数法分析薄壳强度问题是有效的、可行的。     

椭圆开孔层合板剪切屈曲仿真预报

为预测不同纤维角度铺层复合材料层合板在中心不同椭圆尺寸开孔下剪切承载能力,利用有限元软件包进行仿真分析.通过改变纤维角度铺层方式和开孔几何参数,得到层合板屈曲载荷变化规律.结果表明(0/90)4和(-45/45)4层合板屈曲特征值随椭圆偏轴角θ=45°对称分布,(-15/75)4和(-30/60)4随θ=45°反对称分布,这主要由于其纤维铺层角度与载荷矢量方向成对称和反对称分布.此外,仿真得到最优椭圆开孔偏轴角度θ为0°,其剪切屈曲特征值随不同椭圆尺寸(c/a=0.1,0.2,0.3)增大而线性减小等规律,这是因为c/a增大扩大了椭圆开孔面积,从而减小了层合板的承载能力.本文最后采用四杆夹具结构进行对角拉伸进行静态加载实验,仿真计算结果和实验屈曲临界值吻合.     

复合材料迭层板可靠性分析

复合材料结构可靠性分析和设计国內外均处于起步阶段。本文根据纤维复合材料的特点提出了一种复合材料迭层结构系统可靠性分析的新方法——复合材料迭层板可靠性分析的全量载荷法。文中以某一π/4均衡对称迭层板为例,计算了在承受轴向拉伸载荷、剪切载荷及拉剪联合载荷作用下的可靠度、给出了如何运用全量载荷法计算复合材料迭层结构可靠度的具体方法。文中在阐明复合材料迭层结构可靠性分析的特点及可靠度计算的基础上还从可靠性设计的观点作了分析。