反对称铺设复合材料层合板非线性后屈曲分析

基于层合板壳理论,考虑反对称铺设层合板的拉弯耦合效应和后屈曲过程中的非线性几何变形,推导了由应力函数和挠度表示的复合材料层合板的后屈曲控制方程。引入无量纲参数对控制方程和边界条件进行无量纲化,以消除材料参数及几何尺寸对分析结果的影响。采用摄动法将无量纲的非线性控制方程及边界条件展开成一系列非齐次线性摄动方程组,分析各阶摄动方程的通解与特解的构造,并逐次求解,建立了反对称铺设复合材料层合板受单向均布压力作用的临界屈曲荷载及后屈曲平衡路径的理论解。进而运用ABAQUS软件对复合材料层合板在面内压缩载荷作用下的屈曲和后屈曲进行有限元分析,结果表明理论解与ABAQUS结果十分接近,验证了理论解的正确性。在此基础上进一步讨论了铺设角度、铺设层数和拉弯耦合效应等对层合板后屈曲性能的影响。研究发现层合板的屈曲载荷受铺设角度与层数的影响较为显著,而拉弯耦合效应使板的屈后强度大大降低。     

层合板分叉方程的Lyapunov-Schmidt约化分析1999-11-17收稿.

在建立具有弹性约束的复合材料层板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程组的基础上,利用分叉理论和泛函知识,对有限维的分叉方程进行了Lyapunov-Schmidt 约化,获得了三种典型的分叉图形式,并证明了当非齐次项等于零时必然发生分叉。     

复合材料非对称层板的横向变形特性分析

利用能量变分原理和非线性几何方程建立了具有弹性约束的复合材料层板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程组．通过运用广义傅立叶级数法对控制方程组进行求解，得到了相应的载荷 中心挠度曲线，并重点分析了非对称层板在面内载荷作用下的变形特性．     

正交铺设层合板的蠕变屈曲分析

研究了正交铺设层合板的蠕变失稳问题。为了更好地模拟实际情况，在单层板的本构关系中，材料各主方向模量的松也时间均取不同值，并在建立控制方程时考虑了横向剪切变形的影响，通过理论分析，得到了粘弹性层合板的瞬时弹性临界载荷和持久临界载荷，并在算例中首次利用时间增量方法得到了有初始度层合板在长期受地的蠕变变表，计算结果表明了持久临界载荷对于粘弹性层合板的具体含义，从而使粘弹性层合板的为屈曲问题有了较为完整的     

层合板分叉方程的Lyapunov—Schmidt约化分析

采用广义傅立叶级数法建立了具有弹性约束的复合材料矩形层板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程,并简化为矩阵形式。利用分叉理论和泛函知识,对有限维的该分叉方程进行了Lyapunov-Schmidt约化,获得了三种典型的分叉图形式,同时指出当非齐次项等于零时必然发生分叉。数值计算结果表明了三种分叉图分别所对应的典型的力学模型,主要因素在于边界条件、铺层方式及初始缺陷三方面。     

双模量面板泡沫铝芯圆形层合板的非线性弯曲

双模量材料是典型的拉压弹性模量不同的材料,在均匀外载荷作用下,双模量面板泡沫铝芯圆形层合板相当于三种不同材料组成的层合板。采用弹性理论建立了双模量面板泡沫铝芯圆形层合板在均布载荷作用下的静力平衡方程,利用该静力平衡方程确定了层合板的中性面位置。在此基础上建立了双模量面板泡沫铝芯圆形层合板的大挠度弯曲微分方程组,求得了层合板中心挠度与均布载荷的关系式。该方法计算结果与有限元计算结果的最大误差仅为3.8%,这说明该方法是可靠的。算例分析表明不考虑面板拉压弹性模量相异时其计算结果与实际情况相差较大,超过了工程上所允许的计算误差5%。所以,在计算双模量面板泡沫铝芯圆形层合板的非线性弯曲时,不宜采用相同弹性模量弹性理论,而应该采用拉压弹性模量不同的弹性理论。     

层合析参固支边界条件下的不稳定后屈曲分析

为了深入地研究复合材料层板所独具的后屈曲特性,利用能量变分原理和非线性几何方程建立了具有弹性约束的复合材料层板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程组,并运用广义傅立叶级数法对其进行求解。重点分析了非对称层板在固支边界条件下的稳定性问题,发现层板在此条件下有可能存在非对称的失稳临界点和不稳定的后屈曲路径,进而构造了简化的物理模型进行解释,指出后屈曲的非对称性是由于结构关于Z轴不对称,而不稳定性是由于固支边界条件阻碍了前屈曲的发生。     

基于逆复合二次径向基函数的对称复合材料层合板自由振动分析

利用逆复合二次径向基函数无网格配点法对Reddy的高阶剪切变形理论进行离散,预测了对称复合材料层合板的自由振动特性.将不同材料参数、几何尺寸和边界条件的层合板固有频率计算结果与相关文献中的结果进行对比,结果表明:逆复合二次径向基函数在对称复合材料层合板自由振动分析方面具有收敛性好及精度高等一系列优点.     

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探讨了载荷重构技术在智能化复合材料结构健康监测中的应用，着重针对一个自感 知复合材料层合板的载荷重构进行了研究. 首先，基于弹性波动理论和层合板理论，建立了 低速冲击载荷作用下正交铺层层合板的前向波动模型的状态空间表达式；通过构造误差指标 $J$, 应用优化求逆重构了载荷时程和载荷的作用点，并应用算例对以上方法进行了验证.     

复合材料加筋板铺层优化设计的等效弯曲刚度法

借助于等效弯曲刚度法和遗传算法,建立了一种复合材料加筋板铺层顺序优化设计算法.等效弯曲刚度法基于层合板的弯曲刚度与其失稳载荷一一对应的关系,将任意铺层顺序的层合板等效成一个只有8层的对称铺层的辅助层合板,通过优化辅助层合板,得到层合板的最优弯曲刚度参数,最后以获得的最优弯曲刚度参数为约束应用遗传算法进行铺层顺序优化,获...     

Creep buckling and post-buckling analysis of the laminated piezoelectric viscoelastic functionally graded plates

The creep buckling and post-buckling of the laminated piezoelectric viscoelastic functionally graded material (FGM) plates are studied in this research. Considering the transverse shear deformation and geometric nonlinearity, the Von Karman geometric relation of the laminated piezoelectric viscoelastic FGM plates with initial deflection is established. And then nonlinear creep governing equations of the laminated piezoelectric viscoelastic FGM plates subjected to an in-plane compressive load are derived on the basis of the elastic piezoelectric theory and Boltzmann superposition principle. Applying the finite difference method and the Newmark scheme, the whole problem is solved by the iterative method. In numerical examples, the effects of geometric nonlinearity, transverse shear deformation, the applied electric load, the volume fraction and the geometric parameters on the creep buckling and post-buckling of laminated piezoelectric viscoelastic FGM plates with initial deflection are investigated.     

爆炸冲击下复合材料层合扁球壳的动力屈曲

研究计及横向剪切的复合材料层合扁球壳在爆炸冲击载荷作用下的非线性轴对称动力屈曲问题。通过在复合材料层合扁球壳非线性稳定性的基本方程中增加横向转动惯量项并引入R.H.Cole理论的爆炸冲击力,得到爆炸冲击下复合材料层合扁球壳的动力控制方程,应用Galerkin方法得到用顶点挠度表达的爆炸冲击动力响应方程,并采用Runge-Kutta方法进行数值求解,采用Budiansky-Roth准则确定冲击屈曲的临界载荷,讨论了壳体几何尺寸对复合材料层合扁球壳冲击屈曲的影响;数值算例表明,此方法是可行的。     

复合材料层合板蠕变屈曲与变形的优化问题

将瞬时弹性失稳荷载、持久临界荷载和后屈曲持久变形刚度作为复合材料层合板蠕变屈曲与变形的优化指标,对几组纤维铺设方式进行讨论,构造多目标优化模型,就纤维铺设角进行优化分析.考虑横向剪切变形效应,分别利用Lap lace变换和准弹性方法,导出了这三个优化指标的计算公式.     

复合材料层合板1:1参数共振的分岔研究

针对复合材料对称铺设各向异性矩形层合板的物理模型,在同时考虑了材料、阻尼和几何等非线性因素后,建立了二自由度非线性参数振动系统动力学控制方程,并应用多尺度法求得基本参数共振下的近似解析解,利用数值模拟分析了系统的分岔和混沌运动.指出了伽辽金截断对系统动力学分析的影响,以及系统进入混沌的途径.     

Nonlinear vibration of viscoelastic laminated composite plates

The dynamic behavior of laminated composite plates undergoing moderately large deflection is investigated by considering the viscoelastic properties of the material. Based on von Karman's nonlinear deformation theory and Boltzmann's superposition principle, nonlinear and hereditary type governing equations are derived through Hamilton's principle. Finite element analysis and the method of multiple scales are applied to examine the effect of large amplitude on the dissipative nature as well as on the natural frequency of viscoelastic laminated plates. Numerical experiments are performed for the nonlinear elastic case and linear viscoelastic case to check the validity of the procedure presented in this paper. Limitations of the method are discussed also. It is shown that the geometric nonlinearity does not affect the dissipative characteristics in the cases that have nonlinearity of perturbed order.