复合材料层合板的分析

在复合材料层合板静力和动力分析方面,本文提出了一个层合板理论.此理论从板的总挠度中分开了由弯曲所产生的挠度W_b与由剪切产生的挠度W_s,因而使得求控制方程的解变得容易了.而且便于讨论和分析横向剪切变形对层合板弯曲,振动和稳定性的影响.     

复合材料层合板的三维非线性分析

本文提出了一种研究复合材料层合板壳三维问题的解析方法．该方法采用摄动方法和变分原理来满足三维弹性理论基本微分方程及限制条件，分析了受横向载荷作用的复合材料各向异性单层圆板及层合圆板的三维非线性问题．得到了高精确度的摄动级数解答．大量结果表明横向剪应力和横向正应力在层合板的三维非线性分析中是很重要的．     

复合材料叠层板的非线性动力稳定性

研究复合材料叠层板的非线性动力稳定性,分析中考虑大挠度和初始几何缺陷的存在,得到了不同边界条件和不同铺设方法叠层板在荷载作用下的突变失稳模型及其屈曲临界条件．     

复合材料层合板的弯曲与振动

本文应用应力杂交有限元方法分析了复合材料层合板的弯曲与振动.在本文中,首先根据修正的余能变分原理,构造了一个适合于复合材料层合板特点的矩形应力杂交板弯曲单元.在单元内,分层假设应力参数,在单元的边界上,根据YNS理论的假设确定边界位移场.这样使得构造出来的单元不仅能够考虑横向剪切变形的影响和局部扭曲效应,而且具有较少的自由度数.其次,用此单元求解了层合板的弯曲与振动问题,并将计算结果与精确解进行了比较,比较表明二者非常接近.这说明了在计算方面本文单元具有较高的精确度.     

分析复合材料层合板弯曲和振动的一种有效无网格方法

基于高阶剪切法向变形板理论（HOSNDPT）利用无网格方法对层合板弯曲和振动问题进行数值分析.在通常的径向点插值法（RPIM）中对每个Gauss(高斯)点或计算点需要求矩矩阵的逆,且受到影响域半径大小的限制.而在加权节点径向点插值法（WN-RPIM） 近似中,求解系统矩阵的逆的数量等于问题域中的节点数量,它远远小于Gauss点的数目,可以大大减少矩矩阵求逆的计算量,且克服了RPIM中影响域半径大小的限制.首先,将三维板位移分解成厚度和面内位移的乘积,在厚度方向使用正交Legendre多项式作为基函数,在板的面内使用WN RPIM来构造形函数.然后,通过对层合板的弯曲问题进行数值计算表明WN-RPIM的计算精度和稳定性.最后,将该方法推广到对不同边界条件、不同厚跨比、不同铺设方式的层合板振动问题的数值计算,数值结果表明了本文提供方法的适用性和有效性.     

复合材料选层板的非线性动力稳定性理论

本文用Hamilton原理建立了复合材料迭层板动力稳定性的一般方程.用此方程可以考虑横向剪切变形、板的初始几何不完善性、纵向惯性力和转动惯性力、以及纤维的铺设角度等各种因素对于迭层板的动力稳定性的影响.所求得的基本方程的解表明迭层板的一些重要的动力失稳特征只有通过对这些因素的考虑和分析才能够得出.     

反对称角铺设层合板的屈曲和后屈曲

本文以挠度为摄动参数,采用文[1]提供的摄动方法研究了四边简支的完善和非完善反对称角铺设层合板在面内压缩作用下的屈曲和后屈曲性态.本文讨论了面内边界条件、铺设角、铺层数以及初始几何缺陷对层合板后屈曲性态的影响.     

含分层损伤复合材料加筋层合板的分层扩展研究

建立了复合材料加筋结构的后屈曲和分层损伤扩展行为的数值模拟方法．基于Mindlin一阶剪切理论和von-Karman大挠度理论的层合板和层合梁单元，提出了含分层损伤复合材料加筋层合板分层扩展行为的有限元分析方法；利用虚裂纹闭合技术计算分层前缘的总能量释放率，并采用总能量释放率准则分层扩展判据，结合自适应网格移动技术，对在压缩载荷作用下的具有不同加筋形式，不同初始分层面积和形状的加筋板结构分层扩展行为进行了数值模拟研究，在分析中还考虑了加筋刚度、位置和分布，分层形状和大小、边界支撑强弱和分层前缘的接触效应对结构分层扩展行为的影响．本所提出的研究方法对工程界关于复合材料结构的设计具有重要意义．     

Hamilton体系下层合板弱粘接模型的应用

层合板的层间粘接模型对整个层合板的结构有重要影响．运用Hamilton正则方程对层合板层间的不同类型的粘接模型进行了分析．结合弹性材料修正后的Hellinger Reissner变分原理和插值函数,构建了直角坐标系下8节点层合板的每一层的线性方程;考虑到脱层板的连接界面处应力和位移的关系,改进了现有的常用弱粘接模型,建立不同粘接模型的控制方程;最后通过求解整个板的控制方程,得到层合板的层间应力和位移．数值算例验证了该模型的正确性,并研究了层间界面为线性和非线性时的问题．结果表明:应用改进后的弱粘接模型,能够更好地模拟层合板的弱界面失效过程．     

Hamilton体系下含弱粘接复合材料层合板的灵敏度分析研究

基于径向基点插值函数(RPIM),在Hamilton体系下研究了含弱粘接复合材料层合板的灵敏度分析问题．利用弹簧层模型和修正H-R(Hellinger-Reissner)变分原理,推导了可用于含弱粘接复合材料层合板响应和灵敏度分析的混合控制方程,给出了基于该混合控制方程进行灵敏度分析的解析法(AM)、半解析法(SA)和有限差分法(FD)．该混合控制方程的主要优点是可以在进行灵敏度分析过程中避免卷积运算．另外,利用该混合控制方程进行灵敏度分析不仅能够同时得到响应结果和灵敏度系数,而且还考虑了层合板的层间弱粘接问题．     

层合板一个新的高阶理论解析解

本文以复合材料的Reddy高阶理论为基础,引进一个位移函数Φ,将原来求解的微分方程组转化为一个高阶微分方程,得到了四边简支情况下的Navier型解,和一对边简支另一对边任意情况下的Levy型解.文中列举了算例进行比较,其数值结果和文献上已有结果相吻合,表明本文采用的解法是可靠的.Reddy高阶理论未知数不多,但精度比一阶剪切变形理论要好,计算时无需用剪切修正系数,计算较为简单.     

复合材料多层板壳大挠度非线性问题的迭代解法

在王震鸣等人提出的各向异性多层扁壳的大挠度方程的基础上,提出了复合材料多层板壳大挠度非线性问题的迭代解法。分析了四边简支的复合材料多层矩形扁壳,与小挠度线性理论解析解及有限元非线性解进行了对比。结果表明,载荷较小并发生小挠度时,所得的大挠度解和小挠度解析解非常接近,载荷较大时,所得解和有限元非线性解非常接近。     

基于重构边界光滑离散剪切间隙法的复合材料层合板自由振动分析

重构边界光滑离散剪切间隙（RES-DSG3）法,利用边界光滑技术将域积分转化为沿光滑域边界的边界积分,结合基于全局坐标系的非等参离散剪切间隙（DSG）法,避免了坐标映射和Jacobi矩阵的计算,同时克服了“剪切自锁”现象,提高了计算的精度。基于一阶剪切变形理论,采用该文给出的方法,从不同材料参数、边厚比、边界条件等几个方面对复合材料层合板自由振动固有频率进行了数值分析,通过典型算例的计算,验证了该方法的可行性和有效性。     

横向剪切对双模量复合材料叠层矩形板非线性弯曲的影响

本文探讨了动力松弛(DR)法在双模量复合材料叠层矩形板非线性弯曲问题中的应用。在分析中分别采用叠层板大挠度经典理论和计及大转动(在Von Karman意义上)的复合材料叠层板剪切变形理论。我们发现,对于考虑横向剪切变形的非线性弯曲问题,如何计算虚拟密度以控制数值计算的稳定性,仍然需要进一步研究。本文提出了一种虚拟密度的计算方法,从而保证了本课题数值计算的稳定性。文中介绍了用DR法求解双模量复合材料叠层板非线性弯曲的主要步骤,给出了由轻度双模量材料(Born-Epxy(B-E))和高度双模量材料(Aramid-Rubber(A-R)和Polyester-Rubber(P-R))的两层正交叠层简支矩形板在正弦分布载荷及均布载荷作用下的非线性弯曲特性的数值结果。将所得结果和小挠度分析结果及普通复合材料的结果作了比较,并分析了横向剪切变形对无量纲中心挠度的影响。     

关于层合板层间的连续条件

给出了保证满足复合材料层合板层间位移和应力连续条件的各种形式混合能量原理的泛涵,并通过算例证明了泛函的可靠性.     

Analysis of Thick Laminated Composite Plates on an Elastic Foundation with the Use of Various Plate Theories

In this study, various theories of composite laminated plates are extended to rectangular composite laminates resting on an elastic foundation. First, an analysis based on the classical theory of laminated plates is employed. Then the first-order Reissner-Mindlin theory is used for analyzing the laminates. At last, the Reddy shear deformation theory, which allows for the transverse shear strains, is applied to the bending analysis of the laminates. In the analysis, the two-parameter Pasternak and Winkler foundations are considered. The accuracy of the present analysis is demonstrated by solving problems numerical results for which are available in the literature. Some numerical examples are presented to compare the three methods and to illustrate the effects of parameters of the elastic foundations on the bending of shear-deformable laminated plates. __________ Russian translation published in Mekhanika Kompozitnykh Materialov, Vol. 41, No. 5, pp. 663–682, September–October, 2005.     

粘弹层合板的自由振动和横向应力

基于Reddy分层理论并在板厚方向取二次位移插值函数来推导出粘弹层合板的动力学方程,得到了简支粘弹夹层层合板的振动频率,其数值与已知文献数据吻合较好,且能够计算出协调的横向应力.在低频自由振动时,横向剪应力是造成粘弹层合板脱层的主要原因;高频时,横向正应力在脱层破坏中起主要作用.分析了粘弹材料模量对层合板横向应力的影响以及横向应力最大值与面内应力最大值的比值.结果表明所采用的算法、算式及所编写的程序是可靠的.     

多目标条件风险值问题的等价定理

条件风险值问题是研究信用风险最优化的一种新的模型，本文研究了一类多目标条件风险值问题等价定理，我们引入了多个损失函数在对应的置信水平下关于一个证券组合的α-VaR损失值(最小信用风险值)和α-CVaR损失值(最小信用风险值对应的条件期望损失值或条件风险价值度量)概念，为了求得α-CVaR损失值下的弱：Pareto有效解，我们证明了它等价于求解另一个多目标规划问题的Pateto有效解，这样使得问题的求解变得简单．