軸向沖擊復合材料桿的動力屈曲及靜力作用下層合板屈曲研究.pdf

1、復合材料由于其強度和剛度高、抗疲勞和抗震性能好、結構的可設計性和工藝性好等因素，被廣泛應用于航空、航天、汽車、建筑、化工、造船等領域，其屈曲問題一直是固體力學中十分活躍的研究課題之一，備受廣大學者的關注。但因處理問題的角度和方法不同，故得到的最終結果有一定差異。基于此，本文做了如下工作：
　　 1．簡述了復合材料桿、板屈曲的研究現(xiàn)狀，總結復合材料桿、板屈曲問題的研究方法與結論。
　　 2．考慮應力波效應，理論分析了相同鋪

2、層角度復合材料桿在階躍載荷作用下的動態(tài)屈曲問題，給出了屈曲的解析解，獲得了臨界屈曲載荷，其值約是相同條件下靜態(tài)屈曲的2.5倍。
　　 3．用Abaqus6.8有限元分析軟件，模擬了復合材料桿在階躍載荷、剛性質量塊軸向沖擊下的動態(tài)屈曲。得到了桿關鍵截面上下表面對稱點應變時程曲線，由此得到了復合材料桿分叉時間及動態(tài)臨界屈曲載荷；分析了不同鋪層角度、沖擊速度及邊界約束條件對復合材料桿動態(tài)屈曲的影響。
　　 研究結果表明：當剛性

3、質量塊以相同速度沖擊時，隨著鋪層角度的增大，復合材料桿的屈曲臨界時間逐漸減??；隨著沖擊速度的增大，復合材料桿的屈曲臨界時間減小。階躍載荷作用下，其臨界屈曲載荷隨著鋪層角度的增大而減??；相同鋪層角度及邊界條件，隨著沖擊載荷的增大，動態(tài)屈曲臨界時間減小；其動態(tài)臨界屈曲載荷，與理論分析結果基本吻合。
　　 4．用Abaqus6.8有限元分析軟件，對含初始脫層的復合材料板在壓縮載荷作用下的靜態(tài)屈曲進行了計算機模擬。在不考慮分層擴展與接觸

4、的情況下，研究了脫層長度、脫層位置、非對稱脫層及分層形狀對靜態(tài)屈曲載荷及模態(tài)的影響，模擬結果表明：隨著脫層長度的增大，板的臨界屈曲載荷逐漸減小，且其屈曲逐漸由整體屈曲過渡到混合屈曲，再過渡到局部屈曲；
　　 隨著對稱脫層深度越靠近復合材料板表面，其屈曲臨界載荷越小，且屈曲逐漸由整體屈曲過渡到混合屈曲，再到局部屈曲：脫層位置不對稱，脫層長度與脫層位置一定時，脫層越靠近兩端，復合材料板的臨界載荷越高，且Pcr/Po隨著L1/L幾的變

5、化關于L1／L=O.5(1-a／L)對稱，此時臨界載荷最小。
　　 5．用內聚力cohesive單元于分層界面，采用實體單元建模，分層界面設置接觸約束，對含埋藏分層復合材料層合板在壓縮載荷作用下的分層擴展屈曲進行了研究?？紤]分層位置及分層面積對屈曲的影響，研究結果表明：隨著鋪層角度的增大，屈曲載荷逐漸減小，層合板分層擴展也逐漸減弱；隨著分層面積的增大，板局部屈曲載荷逐漸減小。對稱與非對稱鋪層時，板發(fā)生局部屈曲及混合屈曲，其擴展方