先進復合材料層壓板廣義強度準則初步研究.pdf

1、先進復合材料（主要指纖維增強樹脂基復合材料）在航空、航天領域得到了廣泛的應用，但由于其破壞機理十分復雜，目前在先進復合材料的強度分析和安全評估方面還存在一些困難。其中一個主要問題是難以找到一個準確而又適用于各種條件的強度準則，同時，還面臨著如何準確計算復合材料極限強度的問題。 本文作為先進復合材料層壓板廣義強度準則系列研究工作的一部分,首先從復合材料單層板在偏軸試驗中的破壞特征出發(fā)，研究了單層板在偏軸載荷作用下的破壞機理，將單層

2、板的破壞分為五種破壞模式。分析了不同破壞模式中各應力分量間的耦合效應，以及偏軸角度對耦合效應的影響，提出了先進復合材料單層板強度準則的修正式。該修正式引入了應力比來考慮耦合效應的影響，引入了耦合參數(shù)來考慮偏軸角度對耦合效應的影響，引入了附加應力項來考慮纖維模量與基體模量間差異所帶來的影響。修正式中的耦合參數(shù)通過偏軸試驗來確定，該耦合參數(shù)反映了因材料細觀結構不同而產生的對強度準則的影響。將本文強度準則修正式與其他三種常用準則和試驗數(shù)據(jù)進行

3、了分析對比，結果表明，本文計算結果與試驗數(shù)據(jù)吻合更好。 本文還對復合材料的極限強度分析方法進行了研究。分析了復合材料在不同載荷作用下所表現(xiàn)出的非線性行為，基于線性回歸方法，提出了一種較為簡單的獲得瞬時模量的方法。研究了復合材料層壓板在拉伸載荷作用下的剛度退化方法，提出了基體屈服模型和纖維性能函數(shù)，并建立了考慮破壞模式間相互影響的剛度退化模型。將本文剛度退化模型與其他理論和試驗數(shù)據(jù)進行了對比，得到了比較滿意的結果。在此基礎上，研究