FRP復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)面外受壓時局部屈曲顯式分析.pdf

1、復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)（Composite Honeycomb Structures）是一種用途非常廣泛的新型材料，它具有比重小，相對高的彎曲剛度，具有良好的吸能及隔熱、隔聲性能等諸多特點(diǎn)。在航空領(lǐng)域，蜂窩材料是夾層板芯層的首選材料。蜂窩結(jié)構(gòu)的材料還廣泛應(yīng)用于汽車以及土木工程領(lǐng)域，典型的三明治結(jié)構(gòu)就是在兩塊面板之間用較輕的蜂窩夾芯分隔開。纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)（FRP Ho neyco mbs）在承受面外載荷時，通常會在達(dá)到材料強(qiáng)度破壞

2、之前發(fā)生局部屈曲。然而由于蜂窩結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)較為復(fù)雜且具有自重復(fù)的特性，F(xiàn)RP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲性能的理論分析較少。
　　本文運(yùn)用瑞利-里茨法和離散板理論對 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)的局部屈曲問題進(jìn)行了深入研究，推導(dǎo)出復(fù)合材料板連接處的旋轉(zhuǎn)約束剛度新公式，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)約束剛度新公式對FRP蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部屈曲分析，獲得了計(jì)算FRP蜂窩結(jié)構(gòu)局部屈曲臨界載荷的顯式表達(dá)式，為FRP蜂窩結(jié)構(gòu)面外受壓時的局部屈曲前設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。本文研究的具體內(nèi)容如下

3、：
　?。?）基于金屬材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論，推導(dǎo)出正交各向異性薄壁型材各板連接處的旋轉(zhuǎn)約束剛度近似表達(dá)式。將新公式首先運(yùn)用于箱型結(jié)構(gòu)的屈曲分析，通過對箱型結(jié)構(gòu)的正交各向異性比、截面尺寸以及縱橫比對旋轉(zhuǎn)約束剛度的影響進(jìn)行參數(shù)研究，驗(yàn)證了旋轉(zhuǎn)約束剛度新公式的精確性和適用范圍。通過采用不同近似表達(dá)式得到的結(jié)果與有限元結(jié)果對比，表明本文所推出的旋轉(zhuǎn)約束剛度新公式可以更精確地用來計(jì)算箱型結(jié)構(gòu)的臨界屈曲載荷。
　　（2）利用瑞利-里茨法

4、和離散板理論，求得一對邊簡支，另一對邊旋轉(zhuǎn)約束復(fù)合材料板的臨界屈曲載荷的表達(dá)式。運(yùn)用疊加原理，將旋轉(zhuǎn)約束剛度新公式運(yùn)用于面外受壓FRP蜂窩結(jié)構(gòu)的屈曲分析中，得到三種不同幾何形式 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)臨界屈曲載荷的顯式表達(dá)式。
　?。?）對三種不同幾何形式 FRP蜂窩結(jié)構(gòu)的正交各向異性比、截面尺寸比以及厚度比對臨界屈曲載荷的影響進(jìn)行參數(shù)研究，通過顯式表達(dá)式計(jì)算結(jié)果與有限元結(jié)果的對比，表明本文的顯式公式可以用來精確地計(jì)算任意尺寸比的FRP蜂