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。     

复杂载荷下复合材料对称层合板的椭圆形分层屈曲

应用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法对含有单个椭圆形分层的复合材料对称层板在压剪载荷联合作用下的脱层屈曲问题进行了分析计算，给出相应于不同的椭圆长短半轴之比ａ／ｂ值下及不同椭圆主轴的偏角时，脱层屈曲的临界应变值，此计算考虑了层板的拉伸剪切耦合刚度影响及子层本身弯曲－扭转耦合刚度Ｄ＾ｄ１６，Ｄ＾ｄ２６和拉伸－弯曲耦合刚度Ｂ＾ｄｉｊ的影响，给出有工程参考价值的计算结果。     

压电层合板热屈曲问题的精确分析

本文在作者们以前工作的基础上导出了热压电介弹性稳定性问题的控制微分方程，提出了热压电层合板热屈曲问题的数学和学解法。由于最后所得特征值问题的复杂性，热屈曲临界必须数值求解。文中对不同压电材非压电材料层构成的层合板作了具体计算，考虑了压电性对屈曲温度的影响。     

3D复合材料中脱层的屈曲和后屈曲分析

利用ｖｏｎ Ｋａｒｍａｎ非线性薄板理论，借助Ｔａｙｌｏｒ级数展开方法，求解了３Ｄ复合材料中圆形薄膜脱层的屈曲和后屈曲问题，其中着重分析了横向纤维搭桥约束作用对脱层屈曲性能的影响。大量的计算和分析发现，与无搭桥脱层的特征不同，纤维搭桥不仅起到了抑制脱层演化发展的作用，而且也会导致脱层屈曲模态的突变，从而大大改善了结构性能，提高了结构的剩余强度和使用寿命。     

两端固支复合材料浅拱的动力屈曲分析

本文研究两端固支层合复合材料浅拱在阶跃载荷作用下的动力稳定性问题。通过对浅拱动力响应的数值计算结果,然后利用B-R动力屈曲准则,着重分析了集中阶跃载荷作用下几种铺层顺序及铺层数对浅拱动力临界载荷的影响,并给出了能够产生‘跳跃失稳’的最小的结构参数γ0。此外,在利用伽辽金法求解浅拱动力学控制方程时,通过取梁的自由振动模态和柱的静力屈曲模态作为浅拱的动力屈曲模态,分别进行计算并比较了二者的结果,进而讨论了二级数解的收敛性。     

具有分层损伤的不同加筋形式复合材料层合板的后屈曲性态研究

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。     

层电层合板柱形屈曲

导出了压电介质弹性稳定性问题的控制微分方程，提出了压电层板柱形屈曲的数学弹性力学解法，由于最后所得特征值问题的复杂性，屈曲临界载荷必须数值求解。文中对不同压电材料的双层板作了具体计算，考查了压电性对屈曲载荷的影响。     

复合材料层合板的二次屈曲和二次分枝点分析

为了研究复合材料层合板的二次分叉特性 ,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合板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程组。控制方程组用广义傅立叶级数法进行求解 ,并得到载荷 -挠度曲线。基于分叉理论中的 Lerray-Schaulder定理 ,采用小挠动法 ,直接导出了复合材料层合板的二次失稳方程。研究结果表明 ,非对称层板也可能存在分叉 ,弹性转动支持系数和铺层等因素对二次分叉有很重要的影响。随着弹性系数的增大 ,二次失稳载荷值与初次失稳载荷值之比下降     

含内埋圆形或椭圆形脱层复合材料层合板的屈曲分析

用瑞里-李兹方法来建立含内埋圆形或椭圆形脱层板的屈曲分析模型.首先利用Heaviside阶梯函数,假定一种适合于脱层板的位移模式.然后由变分原理并进行线性化得出了含内埋圆形或椭圆形脱层板的屈曲特征方程.最后通过将含表面脱层的各向同性和各向异性板的屈曲载荷与其它文献进行比较,验证了该文分析方法的正确性,并分析了含内埋圆形或椭圆形脱层的各向同性、正交各向异性和角铺层层合板各种参数对屈曲载荷的影响.     

复合材料层合梁的屈曲

本文在铁摩辛柯梁理论基础上,利用迭合刚度方法及Hamilton原理建立了层合梁屈曲问题控制方程,并用此控制方程求解了在具体边界条件下层合梁的屈曲问题,得出了无论在什么边界条件下层合梁的最小屈曲载荷不会大于等效剪切刚度系数C的结论.     

Buckling and Postbuckling of Laminated Thin Cylindrical Shells under Hygrothermal Environments

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｆｉｂｅｒ＿ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌａｍｉｎａｔｅｄｓｈｅｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅａｅｒｏｓｐａｃｅ ,ｍａｒｉｎｅｉｎｄｕｓｔｒｙ ,ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｏｔｈｅｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ.Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｌｉｆｅ ,ｔｈｅｖａｒｉａｎｃｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｉ…     

Postbuckling behavior of rectangular moderately thick plates and sandwich plates

ＰＯＳＴＢＵＣＫＬＩＮＧＢＥＨＡＶｉＯＲＯＦＲＥＣＴＡＮＧＵＬＡＲＭＯＤＥＲＡＴＥＬＹＴＨＩＣＫＰＬＡＴＥＳＡＮＤＳＡＮＤＷＩＣＨＰＬＡＴＥＳＣｈｅｎｇＺｈｅｎ－ｑｉａｎｇ（成振强）ＷａｎｇＸｉｕ－ｘｉ（王秀喜）ＨｕａｎｇＭａｏ－ｇｕａｎｇ（黄茂光）...     

非线性弹性基础上矩形板热后屈曲分析

给出非线性弹性基础上矩形板在均匀和非均匀（抛物型）热分布作用下的后屈曲分析。采用摄动——Ｇａｌｅｒｋｉｎ混合法给出完善和非完善矩形板热屈曲载荷和热后屈曲平衡路径。数值计算结果表明，非线性弹性基础上矩形板具有不稳定的热后屈曲平衡路径，且对初始几何缺陷是敏感的     

高阶剪切变形理论下三边夹紧一边铰支复合材料层板的几何非线性分析

首先用虚位移原理推导出以位移形式表达的Reddy型高阶剪变形理论复合材料层板的非线性控制方程及相应的边界条件。选定的五个位移函数均满足三边夹紧一边铰支边界条件，用Galerkin方法把无量纲化之后的控制方程转化为一组非线性代数方程组，用线性化的方法和可调节参数的修正迭代法求解这组方程。最后求出了不同复合材料的挠度和弯矩值。     

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。     

复合材料正交加筋板在横向载荷下挠度计算的半解析法

本文采用一种新的半解析法,即独特利用Heaviside函数建立与加筋板等效的变刚度模型来开展复合材料双向正交加筋板在横向载荷下的弯曲挠度分析．此模型可以准确地描述筋条在板面上的分布,以及由于筋条的存在而导致的板面刚度不均匀分布．使用Galerkin加权残值法求解该模型的控制方程,得到不同边界条件和载荷情况下的级数解．对于双向正交加筋板,将此半解析法的结果与传统均匀化方法和使用商业有限元软件ABAQUS建立的有限元模型所得到的弯曲挠度结果比较,验证了此方法的准确性和优越性．不同于传统均匀化方法,本双向正交加筋板的弯曲挠度半解析法可精确、有效地获取加筋间的局部弯曲挠度,可以促进复合材料结构的设计分析与优化的研究进展．     

Using Spline Functions to Solve Boundary-Value Problems for Laminated Orthotropic Trapezoidal Plates of Variable Thickness

The bending problem for laminated orthotropic trapezoidal plates of variable thickness is solved by parametrizing the domain of interest and reducing the two-dimensional boundary-value problem to one-dimensional using the spline-collocation method. The resulting problem is solved by the stable discrete-orthogonalization method. The influence of orthotropy and the variability of the thickness on the displacement and stress fields is analyzed__________Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 41, No. 4, pp. 85–93, April 2005.     

考虑剪切变形的各向同性,正交各向异性矩形板的屈曲和后屈曲

本文讨论考虑横向剪切变形的各向同性、正交各向异性矩形板的屈曲和后屈曲性态。应用Reissner理论,采用文[1]提供的摄动方法,给出了完善和非完善各向同性、正交各向异性矩形板的后屈曲平衡路径,并与薄板理论结果作了比较。     

Postbuckling analysis of axially-loaded laminated cylindrical shells with piezoelectric actuators

A compressive postbuckling analysis is presented for a laminated cylindrical shell with piezoelectric actuators subjected to the combined action of mechanical, electric and thermal loads. The temperature field considered is assumed to be a uniform distribution over the shell surface and through the shell thickness, and the electric field is assumed to be the transverse component E_Z only. The material properties are assumed to be independent of the temperature and the electric field. The governing equations are based on the classical shell theory with von Kármán–Donnell-type kinematic nonlinearity. The nonlinear prebuckling deformations and initial geometric imperfections of the shell are both taken into account. A boundary layer theory of shell buckling, which includes the effects of nonlinear prebuckling deformations, large deflections in the postbuckling range, and initial geometric imperfections of the shell, is extended to the case of hybrid laminated cylindrical shells. A singular perturbation technique is employed to determine the buckling loads and postbuckling equilibrium paths. The numerical illustrations concern the compressive postbuckling behavior of perfect and imperfect, cross-ply laminated cylindrical thin shells with fully covered or embedded piezoelectric actuators under different sets of thermal and electric loading conditions. The effects played by temperature rise, applied voltage, shell geometric parameter, stacking sequence, as well as initial geometric imperfections are studied.