復合材料加筋壁板結構的承載能力研究.pdf

1、復合材料因其比強度高、比剛度大、可設計性好，在航空、航天等領域得到廣泛應用。現(xiàn)代航空結構中采用了大量的復合材料層合板，如機身翼面上的肋腹板、長桁與肋之間的蒙皮等。當其承受壓縮、剪切載荷時可能發(fā)生失穩(wěn)，甚至因此而引起破壞，造成災難性的后果。事實上，結構在屈曲以后并不立即破壞，仍舊具有很大的承載能力，即后屈曲強度。因此可以利用后屈曲強度以提高承載能力，需要研究加筋板的屈曲及后屈曲特性。本文重點對飛機垂尾盒段部件的復合材料加筋壁板的后屈曲承載

2、能力進行研究。
　　 本文采用有限元法，利用ABAQUS軟件對軸壓載荷下的復合材料加筋層合板結構進行穩(wěn)定性分析，計算出臨界載荷因子和屈曲模態(tài)；并用工程簡化經(jīng)驗公式對結構的屈曲載荷進行計算，將兩種方法的計算結果進行比較，效果較好，證明了有限元計算的正確性。
　　 其次，考慮幾何非線性，利用ABAQUS對復合材料加筋層合板的后屈曲承載能力進行模擬。討論位移約束、初始缺陷、筋條幾何尺寸、邊界加強、載荷等多種因素對屈曲、后屈曲的

3、影響。
　　 復合材料層合結構的失穩(wěn)和破壞過程是非常復雜的，其破壞不是整體發(fā)生，而是逐層破壞。本文對ABAQUS進行二次開發(fā)，將基于Tsai-Wu理論的漸進破壞模式引入到非線性有限元計算中，得出軸壓、剪切及組合作用下復合材料壁板結構的后屈曲及破壞過程的平衡路徑。
　　 復合材料加筋壁板中長桁與面板間的膠接強度對于發(fā)揮結構承載能力、保證結構安全十分重要。本文以二次應力準則作為開裂的初始判據(jù)，裂紋擴展在混合模式基于能量損傷演