复合材料层合结构由于重量轻、比强度高,比刚度大、耐疲劳性和铺层可设计性好等优点,广泛地应用于航空和航天领域上。事实上,层合板在屈曲以后并不破坏,仍具有很大的承载能力,即后屈曲强度。作为现代飞机和航天器结构来说,充分挖掘和利用层合板结构的后屈曲承载能力,对于提高层合板结构的抗屈曲破坏能力、减轻结构本身的重量、改进结构设计等都将具有重要的经济和现实意义。 本文引入了Von-Karman广义大挠度理论以及几何非线性的影响,通过变分原理和最小势能原理建立了任意铺层的复合材料层合薄板和圆柱曲板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程。采用加权残数法将稳定性控制方程组转化成非线性代数方程组。应用延拓牛顿法和载荷增量相结合的方法求解非线性方程组,并编制相应的微机程序。跟踪出完善和有初始缺陷板的后屈曲平衡路径, 为了验证本方法的准确性,文中将数值计算结果同文献中的计算结果做了对比,吻合比较好。利用此程序对几种铺层方式的层合板进行实例计算,详细分析了初始挠度、几何参数、材料的弹性模量、铺设角度、厚度、铺层数目、铺层顺序等因素对简支矩形板屈曲和后屈曲特性的影响。 采用加筋结构是提高层合板承载能力的另一重要途径。考虑到实际构件往往在板边界受到集中载荷、部分分布载荷,而这些载荷通常作用在一端、两端或中部、还有板受梯形分布载荷等。文中详细分析了这些载荷对长宽比不同的加筋板和没有加筋平板屈曲载荷的影响。最后分析了筋条数目、筋条高度、筋条厚度、铺层对屈曲载荷影响。总结出了一些带有规律性的结论,为工程上优化设计提供了一些有价值的参考依据。