【摘 要】
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本文首先回顾了复合材料层合板理论的研究现状及有限元分析软件的应用情况,并对现有的层合板理论,包括被引入有限元分析软件的一阶理论在内的理论研究成果进行讨论,结果表明:
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本文首先回顾了复合材料层合板理论的研究现状及有限元分析软件的应用情况,并对现有的层合板理论,包括被引入有限元分析软件的一阶理论在内的理论研究成果进行讨论,结果表明:由于现有理论不满足层间应力层间连续条件,在某些条件下使用有限元软件模拟的精度下降;整体-局部高阶理论具有能够不需任何后处理,直接通过本构方程准确计算层间应力等诸多优势,可以弥补在复杂边界条件下,无法使用三维弹性解进行准确度对比的问题。因此,本文使用C0型角铺设整体-局部高阶理论分析典型算例,并采用整体-局部高阶理论计算结果及三维弹性解共同检验ABAQUS单元性能及适用范围,得出结论:使用ABAQUS模拟较薄复合材料层合板的弯曲响应,可以得到相对准确的结果,而当前应用于工程的层合板结构多为较薄结构,所以,在工程上使用ABAQUS模拟层合结构是可行的。最后,本文使用ABAQUS对飞机某机构件进行了有限元模拟分析,并得到结果:在同刚度要求下,使用复合材料代替金属材料减重幅度可达86%,且可以同时兼具其他复合材料的优异性能。通过高阶理论应用、算例分析对比,本文为复合材料层合板理论发展及ABAQUS工程实践模拟提供经验,并且对复合材料层合板应用于飞机设计提供一些理论依据。
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