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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 234 毫秒
1.
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。  相似文献   

2.
纤维增强复合材料层合板的屈曲及自振频率,用加权残数法分析,属于二次特征值的问题,迄今尚未有解。本文通过转换,把二次特征值的问题变化为标准一次特征值问题,从而获得解。通过四边简支矩形特殊正交各向异性层合板承受面内轴压的屈曲及横向自振频率的算例,所得结果与解析解吻合较好。  相似文献   

3.
贾春元  杨加明 《力学进展》1991,21(4):544-555
本文概述了利用分析方法了解弹性层合板静态大挠度,后屈曲和非线性动态响应方面的进展.在对称层合板情况下不存在弯曲-拉伸耦合.应用了正交异性板或各向异性板的经典非线性理论,还提供了有关这些板的参考文献.简要评述了许多类型边界条件下一般层合板的非线性剪切变形理论和一般解法.在本综述中讨论的使复合材料板几何非线性行为复杂化的一些影响因素是:横向剪应力和正应力,转动惯量和面内惯量,面内初始边界力,几何缺陷,切口,以及非经典边界条件.   相似文献   

4.
本文概述了利用分析方法了解弹性层合板静态大挠度,后屈曲和非线性动态响应方面的进展.在对称层合板情况下不存在弯曲-拉伸耦合.应用了正交异性板或各向异性板的经典非线性理论,还提供了有关这些板的参考文献.简要评述了许多类型边界条件下一般层合板的非线性剪切变形理论和一般解法.在本综述中讨论的使复合材料板几何非线性行为复杂化的一些影响因素是:横向剪应力和正应力,转动惯量和面内惯量,面内初始边界力,几何缺陷,切口,以及非经典边界条件.  相似文献   

5.
基于板的一阶剪切理论和V on-K arm an大挠度理论,分别推导了复合材料层合板和层合梁的几何非线性有限元列式,提出了含嵌入分层的复合材料加筋层合板在受压缩载荷作用下的后屈曲有限元分析方法,对在板厚方向具有不同分层位置的加筋板结构进行了有限元数值分析,研究了不同的加筋方式及筋的分布对具有分层损伤的复合材料加筋层合板的后屈曲性态的影响,所得结果对确定在压缩载荷作用下含损伤复合材料加筋层合板的剩余承载能力具有参考价值。  相似文献   

6.
本文利用变角度复合材料的纤维方向角可沿平面位置任意连续变化的特点,提出在孔附近采用与孔同心的椭圆曲线作为纤维铺设路径的层合板铺层方案,以改善含椭圆孔的层合板的孔边应力集中,进而提高层合板的抗屈曲性能.主要研究内容有:利用ABAQUS软件分析本文提出的孔边特殊铺层方式下变角度复合材料层合板的面内应力分布及屈曲性能,通过与传统直线铺层方式以及线性变角度铺层方式进行比较,说明了本文提出的新铺层方式的优越性,并详细分析了椭圆孔的离心率、开孔尺寸及开孔方位对层合板的屈曲临界荷载的影响.研究结果可为含椭圆孔的变角度复合材料层合板的结构设计和优化提供一定的参考.  相似文献   

7.
曹星  聂国隽 《力学季刊》2021,42(1):37-45
假设纤维方向角沿层合板的长度方向线性变化,研究含丝束重叠、间隙等制作缺陷的变角度纤维复合材料层合板的屈曲问题。采用ABAQUS有限元软件建立层合板的有限元模型,选用S4壳单元计算四边简支层合板在两端压缩荷载作用下的屈曲临界荷载及屈曲模态,并进行详细的参数分析。研究结果表明:当起始角相同时,含或不含制作缺陷的层合板的屈曲临界荷载均随着终止角的增大而逐渐提高,说明纤维的不同铺设方式对层合板的屈曲性能有很大影响。含重叠缺陷的层合板的屈曲临界荷载均大于不含缺陷层合板的值,而含间隙缺陷的层合板的屈曲临界荷载均小于不含缺陷层合板的值。当层合板的重叠、间隙缺陷共存且面积相等时,层合板的屈曲临界荷载与不含缺陷时层合板的值接近,制作缺陷对变角度纤维复合材料层合板屈曲模态的影响较小。本文研究结果可为含缺陷的变角度纤维复合材料层合板设计提供一定参考。  相似文献   

8.
本文从中面内承受轴向压力和剪切,及从垂直于中面内的横向载荷考虑弯曲挠度和自振频率,综合研究纤维增强复合材料层合板的优化设计。  相似文献   

9.
纤维增强复合材料层合板的优化设计   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文从中面内承受轴向压力和剪切,及从垂直于中面内的横向载荷考虑弯曲挠度和自振频率,综合研究纤维增强复合材料层合板的优化设计。  相似文献   

10.
本文简要综述了对具有平行长纤维的单层板所构成的复合材料板的屈曲的研究。这种相对于板的中面对称地叠加而成的层合板符合正交各向异性板或各向异性板的屈曲理论。非对称的层合板则需要更复杂的包括弯曲-拉伸耦合在内的理论。考虑了一些附加的复杂因素,这包括内部孔洞,剪切变形,包含其他材料的夹层结构,局部效应,非线性应力-应变关系,湿热效应和外部加劲件。还描述了后屈曲行为以及初始缺陷的影响。从大量文献(352篇)中概括的一些有代表性的结果有助于描述各种效应。   相似文献   

11.
提出了一种环氧树脂/泡沫铝一体型复合夹层板,通过准静态试验以及与纯泡沫铝、传统蒙皮夹层板的对比研究了其破坏过程、破坏形貌、破坏机理及压缩和弯曲力学性能。分别通过压缩应力-应变曲线和弯曲荷载-挠度曲线分析了复合层厚度对压缩及弯曲力学性能的影响,并与传统夹层板的力学性能进行了比较。结果表明,随着夹层板中环氧树脂/泡沫铝复合层厚度增加,其压缩弹性模量和抗压强度增加,弯曲承载力提高。相比传统蒙皮夹层板,由于表层和芯层之间没有明显界面,大大提高了夹芯板的整体性,在受力过程中不会出现表层剥离等现象。  相似文献   

12.
采用由厚度为8 mm的前置钛合金板、面密度为60 kg/m2的高强聚乙烯纤维增强复合材料层合板抗弹芯层、厚度为8 mm的后置钢板构成的夹芯式复合装甲,模拟舰船舷侧复合夹芯舱壁结构。根据面板与芯层间是否设置20 mm的间隙,将复合装甲结构定义为无间隙式、后间隙式及前后间隙式。为研究以上3种结构在55 g圆柱体弹高速冲击下的抗弹性能及破坏机理,开展了系列弹道实验,分析了钛合金板、高强聚乙烯纤维增强复合材料层合板芯层及钢质面板的破坏模式,探讨了结构间隙对复合装甲结构抗弹性能的影响。结果表明:前置钛合金板的破坏模式为剪切冲塞,靶板背弹面产生脆性断裂并伴随碎块崩落现象;聚乙烯纤维增强复合材料板的破坏模式及钢质背板的变形范围受间隙的影响较大,前置钛合金板受间隙影响较小;相同载荷侵彻下,间隙的存在有利于提高复合装甲结构的抗弹性能。  相似文献   

13.
陈向前  刘伟庆  方海 《实验力学》2012,27(4):486-491
采用真空导入成型工艺,制备出双向纤维腹板增强复合材料夹层板。在四边简支条件下,对无腹板增强、不同腹板高度和间距的试件进行了集中加载实验,研究其受弯承载力、破坏形态等。结果表明:用双向纤维腹板来增强复合材料夹层板,可显著提高试件承载能力,还能有效减缓面层的剥离破坏;与此同时,腹板高度和间距的减小能减缓面板剥离现象;随着腹板高度增加和腹板间距减小,抗弯能力得到显著提高;增加腹板高度还能有效减小夹层板跨中挠度,但腹板间距对跨中挠度的影响并不明显。  相似文献   

14.
The present study deals with the surface gravity wave interaction with submerged horizontal flexible porous plate under the assumption of small amplitude water wave theory and structural response. The flexible porous plate is modeled using the thin plate theory and wave past porous structure is based on the generalized porous wavemaker theory. The wave characteristics due to the interaction of gravity waves with submerged flexible porous structure are studied by analyzing the complex dispersion relation using contour plots. Three different problems such as (i) wave scattering by a submerged flexible porous plate, (ii) wave trapping by submerged flexible porous plate placed at a finite distance from a rigid wall and (iii) wave reflection by a rigid wall in the presence of a submerged flexible porous plate are analyzed. The role of flexible porous plate in attenuating wave height and creating a tranquility zone is studied by analyzing the reflection, transmission and dissipation coefficients for various wave and structural parameters such as angle of incidence, depth of submergence, plate length, compression force and structural flexibility. In the case of wave trapping, the optimum distance between the porous plate and rigid wall for wave reflection is analyzed in different cases. In addition, effects of various physical parameters on free surface elevation, plate deflection, wave load on the plate and rigid wall are studied. The present approach can be extended to deal with acoustic wave interaction with flexible porous plates.  相似文献   

15.
含多个分层复合材料层合板后屈曲性态研究   总被引:4,自引:1,他引:4  
基于Mindlin假定下的大变形板/壳理论,采用参考面单元和虚拟杆单元相结合的非线性有限元方法,建立了分析含多个穿透分层损伤层合板后屈曲行为的有限元计算模型,并给出了考虑接触后非线性屈曲方程的迭代算法,从而研究考虑层间接触效应的多分层层合板的后屈曲性态。文中着重讨论了分层的深度、数目和尺寸对含多分层合板后屈曲性态的影响。大量数值分析结果证明了该模型的有效性,并且得到了一些对层合板结构设计和对含分层损伤层合板评估有益的结论。  相似文献   

16.
王千  刘桦  房詠柳  邵奇 《力学学报》2019,51(6):1605-1613
在波浪水池中进行了孤立波作用下有限长度和有限宽度淹没平板的三维模型水池实验. 首次应用多目视觉立体重构技术测量局部三维自由表面变形, 该系统的有效测量水平范围为1.7 m$\times $1.6 m. 用4个三分力测力传感器组成水下测力系统, 在不影响波面的情况下测量孤立波对平板的作用力和力矩. 针对波浪不破碎的情况, 选择0.4 m水深和0.16 m波高的来波条件, 平板淹没深度为0.1 m. 实验结果表明, 孤立波经过淹没平板时自由面有明显的三维变形, 导致孤立波波幅的时空变化. 波幅在平板尾缘中心线处达到最大值, 并沿展向逐渐减小. 利用多目视觉立体重构系统得到的波面变化过程与浪高仪给出定点波面时间序列相互印证, 表明建立标识码波面测量方法是有效的. 孤立波对淹没平板作用的水动力载荷变化分为6个典型阶段, 并与利用波面三维重构得到的波面测量标识码并讨论. 基于多目视觉立体重构技术得到了垂向力和俯仰力矩极值点出现时的三维波面形态. 建立的多目视觉立体重构系统将为海洋工程结构物的水池物理模型实验提供新的波面测量手段.   相似文献   

17.
Sound-absorbing structures of resonance type are studied on the basis of integration of the unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. The formation of the boundary layer over a sound-absorbing panel is compared with that on a flat plate in the presence of an incident wave. The dependence of the panel reflection coefficient on the presence of a grazing flow and the boundary layer thickness is investigated. The results of the numerical experiment are compared with the available experimental data.  相似文献   

18.
The complex self-sustained oscillations arising from the interaction of an oblique shock with a flexible panel in both the inviscid and viscous regimes have been investigated numerically. The aeroelastic interactions are simulated using either the Euler or the full compressible Navier–Stokes equations coupled to the nonlinear von Karman plate equations. Results demonstrate that for a sufficiently strong shock limit-cycle oscillations emerge from either subcritical or supercritical bifurcations even in the absence of viscous separated flow effects. The critical dynamic pressure diminishes with increasing shock strength and can be much lower than that corresponding to standard panel flutter. Significant changes in panel dynamics were also found as a function of the shock impingement point and cavity pressure. For viscous laminar flow above the panel without a shock, high-frequency periodic oscillations appear due to the coupling of boundary-layer instabilities with high-mode flexural deflections. For a separated shock laminar boundary layer interaction, non-periodic self-excited oscillations arise which can result in a significant reduction in the extent of the time-averaged separation region. This finding suggests the potential use of an aeroelastically tailored flexible panel as a means of passive flow control. Forced panel oscillations, induced by a specified variable cavity pressure underneath the panel, were also found to be effective in reducing separation. For both inviscid and viscous interactions, the significant unsteadiness generated by the fluttering panel propagates along the complex reflected expansion/recompression wave system.  相似文献   

19.
为研究钢筋混凝土梁板组合结构在长持时远爆冲击波荷载作用下的动力响应及毁伤形态,通过实验获得了梁板组合结构的破坏形态和背爆面中心点位移变化。利用有限元软件对钢筋混凝土梁板组合结构的动态响应过程进行数值模拟研究,模拟得到的结构破坏现象与实验吻合较好。在此基础上,分析了梁板组合结构在相同冲量、不同峰值爆炸荷载作用下组合结构的动态响应和破坏过程,并结合挠跨比与破坏形态划分破坏模式。研究结果表明,相同冲量作用下,随着爆炸荷载峰值强度增加,梁板组合构件的破坏程度逐渐增加,破坏模式从弯曲破坏向弯剪联合破坏转换,最后呈现冲切破坏模式;组合构件中板部分发生破坏的时间早于交叉梁部分、破坏程度大于交叉梁。  相似文献   

20.
The local water slamming refers to the impact of a part of a ship hull on stationary water for a short duration during which high local pressures occur on the hull. We simulate slamming impact of rigid and deformable hull bottom panels by using the coupled Lagrangian and Eulerian formulation included in the commercial software LS-DYNA. We use the Lagrangian formulation to describe plane-strain deformations of the hull panel and consider geometric nonlinearities. The Eulerian formulation is used to analyze deformations of the water. Deformations of the hull panel and of the water are coupled through the hydrodynamic pressure exerted by water on the hull, and the velocity of particles on the hull wetted surface affecting deformations of the water. The continuity of surface tractions and the inter-penetrability of water into the hull are satisfied by using a penalty method. The computer code is verified by showing that the computed pressure distributions for water slamming on rigid panels agree well with those reported in the literature. The pressure distributions computed for deformable panels are found to differ from those obtained by using a plate theory and Wagner's slamming impact theory. We have also delineated jet flows near the edges of the wetted hull, and studied delamination induced in a sandwich composite panel due to the hydroelastic pressure.  相似文献   

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