復(fù)合材料層合箱梁在壓、彎、扭荷載作用下的線性及非線性分析.pdf

1、復(fù)合材料由于具有輕質(zhì)、高強、省料、受力合理、耐腐蝕、耐疲勞、抗沖擊性能好、成型方便、便于施工等特性,因此,在許多工業(yè)部門,如飛機、導(dǎo)彈、水下空間、造船、汽車等工業(yè)和房屋建筑業(yè)中都受到人們的青睞。近幾年,復(fù)合材料在交通工程及土木工程中也開始顯示出其強大的優(yōu)勢。
　　薄壁箱梁結(jié)構(gòu)在大跨度橋梁及建筑工程結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用,將復(fù)合材料用于薄壁箱梁結(jié)構(gòu)的建造及加固設(shè)計已成為一種趨勢。就目前而言有關(guān)復(fù)合材料薄壁箱梁結(jié)構(gòu)及復(fù)合材料-混凝土復(fù)合薄

2、壁箱梁結(jié)構(gòu)的計算理論還處在發(fā)展中。前人已經(jīng)提出了許多有關(guān)復(fù)合材料薄壁箱梁結(jié)構(gòu)的計算方法,但都缺乏考慮剪力滯后及二次約束扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的薄壁箱梁的靜力及動力學(xué)計算理論,且一般都假設(shè)橫截面應(yīng)力沿復(fù)合材料板厚度方向均勻分布,這將會在強度計算中產(chǎn)生較大的誤差,這是因為復(fù)合材料板是由若干鋪層組成,而各鋪層的鋪設(shè)角度不同可導(dǎo)致各鋪層的應(yīng)力差別很大。
　　本文在吸取了前人的理論基礎(chǔ)上,以復(fù)合材料力學(xué)為基礎(chǔ),以雙軸對稱鋪設(shè)的復(fù)合材料薄壁層合箱形梁為例,

3、不但考慮了幾何非線性,還計入了多種耦合效應(yīng)。首先根據(jù)基本假定,提出了相應(yīng)的位移模式,又根據(jù)能量法推導(dǎo)出了箱形梁的控制微分方程,發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)形式過于復(fù)雜,不易直接解出其位移解。為了解決這個復(fù)雜問題,只能另尋它法。本文在能量法的基礎(chǔ)上又借助了結(jié)構(gòu)有限元方法來試解此問題,并提出了自己的形函數(shù),通過繁瑣的計算,從而最終推導(dǎo)出了復(fù)合材料層合箱形梁約束扭轉(zhuǎn)剛度矩陣和等效節(jié)點荷載列陣。還給出了不同荷載情況下的等效節(jié)點荷載表達式,翼板的任意一層的單層正應(yīng)