温湿环境反对称铺设圆柱壳结构的双稳态模型与变形调控研究

针对双稳态复合材料结构在使用过程中会受到周围环境影响的问题,对作为一种新型双稳态复合材料结构的反对称铺设圆柱壳进行了温度和湿度影响下的双稳态模型研究。基于经典层合板理论和最小势能原理,建立了温度和湿度影响的双稳态理论模型,预测了反对称铺设圆柱壳结构的第一稳态扭曲率、第二稳态主曲率和扭曲率在温度和湿度影响下的变化情况。同时,采用有限元软件ABAQUS模拟得到了在不同温湿环境下突变过程(Snap-through过程)的载荷—位移曲线、主曲率和扭曲率变化情况。理论和模拟结果均表明:两个稳态的扭曲率随温度或吸湿率的增加而增加,第二稳态主曲率和稳态转变载荷受吸湿率的影响较小,但受温度的影响较大。此外,验证了一种通过改变温度和吸湿率来调控两个稳态扭曲率的方法的可行性。