本文回顾了复合材料脱层结构屈曲问题的研究历史和现状,探讨了结构稳定性有限元计算的基本原理和计算方法。对于矩形脱层和圆形脱层的约束屈曲,针对理论解的局限性,运用大型商用有限元分析软件ANSYS对矩形脱层和圆形脱层的约束屈曲现象进行数值模拟。全文共分为五部分:第一部分阐述了本文研究的意义,从一维问题和二维问题两方面回顾了复合材料脱层结构的稳定性研究的历史和现状,阐明了本文的研究背景和主要研究内容。第二部分介绍了屈曲的基本概念,线性特征值屈曲的屈曲理论以及非线性特征值屈曲的特点。第三部分借助有限元分析软件ANSYS对于矩形板(复合材料中的脱层)在静力作用下,考虑几何大变形的约束屈曲进行数值模拟。为了模拟约束,在脱层与基底之间引入纤维搭桥,在这里,纤维搭桥被假设成一种类似弹簧的约束附加在屈曲脱层和基体之间,纤维搭桥所提供的约束力与纤维搭桥的变形成正比。对于矩形板的约束屈曲,考虑了不同的长宽比,计算结果表明,临界载荷随着纤维刚度的增加而增加,随着脱层长度的增加而急剧降低,半波数随着脱层长度、搭桥纤维刚度的增加而增加;考虑了不同边界条件,计算结果表明,约束越多,临界载荷越大,半波数越多;考虑了离散纤维对屈曲临界载荷及半波数的影响,并与连续纤维进行对比,计算结果表明离散纤维作用下的屈曲临界载荷要小于连续纤维作用下的屈曲临界载荷,并且随着纤维刚度的增加,离散纤维作用下的屈曲临界载荷增加并不显著。第四部分借助有限元分析软件ANSYS研究了圆形脱层在不同加载情况下的约束屈曲数值模拟。从模拟结果可以看出,纤维搭桥对结构的脱层屈曲有显著的影响,能明显提高结构的屈曲临界载荷,使得结构承载能力大幅度增强。屈曲临界载荷随着纤维刚度系数的增大而增大,脱层屈曲的临界载荷与纤维刚度系数近似成线性关系。并且随着纤维刚度系数的增大,屈曲的范围不断缩小。第五部分为全文的总结,列出了本文得出的主要结论以及对后续研究的展望。