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非对称铺层的复合材料层合板在存在热残余应力的情况下,具有双稳态性质.层合板的两个稳态之间仅需要一个适当的激励就可以互相转化,因此该结构在变体飞机上应用广泛.基于经典层合板理论,本文引入几何大变形建立了具有双稳态性质的复合材料层合板的能量泛函,提出了一个高阶的位移场函数,用瑞利里兹法推导出一组关于位移场函数系数的非线性方程组.结合牛顿迭代法和消元法求解非线性方程组,得到了层合板面外位移场.同时利用有限元软件ABAQUS,对复合材料层合板双稳态机理进行了数值模拟.选取了几组具有代表性的铺层进行计算,以有限元结果为基准,比较了本文的位移场结果与前人的结果,验证了高阶位移场函数的准确性. 相似文献
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基于修正偶应力理论及表面弹性理论,本文提出了一种新的双曲线剪切变形梁模型,用于均匀微尺度梁的静态弯曲分析。该理论可以直接利用本构关系获得横向剪切应力,满足梁顶部和底部的无应力边界条件,避免了引入剪切修正因子。根据广义Young-Laplace方程建立了梁的内部与表面层的应力连续性条件,单一的变量场可以描述梁的位移模式。通过在位移场中考虑表面层厚度以及表面层的应力连续条件,可以使新模型能够更准确地预测微尺寸和表面能相关的尺度效应。通过Hamilton原理推导出了梁的控制方程和边界条件。应变能除了考虑经典弹性理论,还要考虑微结构效应和表面能。Navier-type的解析解适用于简支边界条件,而基于拉格朗日插值的微分求积法(DQEM)可以研究在不同边界条件下的力学响应。把该数值解与Navier方法得出的解析解作了对比,得出:微尺度梁在考虑表面能或微尺寸效应、不同载荷和梁高变化下的响应一致;当不考虑微结构相关性和表面能效应时,该模型退化为经典的欧拉梁模型。 相似文献
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