复合材料层合板剪切屈曲及后屈曲行为研究

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复合材料层合结构在纯剪切载荷作用下会发生失稳破坏,造成灾难性的后果是常见的。事实上,层合板在屈曲以后并不破坏,仍旧具有很大的承载能力,即后屈曲强度。因此为了控制结构失效,利用后屈曲强度以提高承载能力,需要研究加筋板的屈曲及后屈曲特性。 本文首先对含分层损伤的复合材料层合板在纯剪切条件下进行屈曲试验,并通过对试验载荷—应变曲线及损伤形貌的分析以及试验结果和有限元模拟结果的比较,得出复合材料层合板预制分层损伤面积对其剪切屈曲性能的影响。结果表明,试验件含分层损伤面积越大,其破坏载荷越高而对应的破坏应变越小,因此分层损伤会降低复合材料层合板的承载力和刚度。含分层损伤的层合板试验件其屈曲临界载荷随着分层损伤面积的增加而减小,抗屈曲性能也随之降低。 本文还着重针对非线性后屈曲中的几何非线性问题进行了详细的分析,并通过建立复合材料层合板的有限元模型,对层合平板和加筋板进行剪切屈曲和后屈曲数值模拟,得出其屈曲载荷和后屈曲平衡路径。文中通过对不同条件下临界载荷及载荷-挠度曲线的分析,得出板的初始缺陷,厚度及铺层,加筋板筋条的数目,高度及铺层对复合材料层合板屈曲及后屈曲的影响。
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