【摘 要】
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复合材料加筋板具有性能好、重量轻、多功能、成本低等优点,是航空航天复合材料结构中常用的承重构件。作为机身、机翼等的典型结构,复合材料结构承受轴向压缩、剪切或压剪组合载荷,其典型破坏模式为屈曲。本文在分析国内外压剪复合加载下复合材料加筋板的基础上,研究了不同压剪比下复合材料加筋板的屈曲模态和后屈曲承载能力。通过理论分析、仿真计算和试验研究对压剪复合加载下的复合材料加筋板进行了研究。本文建立了基于最小
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复合材料加筋板具有性能好、重量轻、多功能、成本低等优点,是航空航天复合材料结构中常用的承重构件。作为机身、机翼等的典型结构,复合材料结构承受轴向压缩、剪切或压剪组合载荷,其典型破坏模式为屈曲。本文在分析国内外压剪复合加载下复合材料加筋板的基础上,研究了不同压剪比下复合材料加筋板的屈曲模态和后屈曲承载能力。通过理论分析、仿真计算和试验研究对压剪复合加载下的复合材料加筋板进行了研究。本文建立了基于最小能量原理和伽辽金法的对称旋转约束长复合材料层合板在压缩、剪切组合载荷作用下的非线性后屈曲行为的荷载-挠度关系公式,给出影响结构屈曲的力学参数。在理论分析的基础上,选取合理的边界条件和载荷施加方式,采用有限元法进行特征值屈曲分析和压剪组合加载下大变形非线性后屈曲分析,用以预测复合材料加筋板结构的复杂的屈曲演化过程和结构承载能力。对于双向压剪加载下复合材料加筋板的承载能力和破坏模式,通过对比仿真分析和试验研究的结果,分析了不同长桁蒙皮面积比对屈曲和后屈曲承载能力的影响。考虑了试验装置的影响,对单向压剪试验件建立了试验态模型,进行线性屈曲分析,获得了试验态模型的屈曲载荷和屈曲模态,并与理论态结果进行了对比,为复合材料加筋板的设计和工程应用奠定理论基础。
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