含初始分層缺陷復合材料加筋壁板承載性能分析.pdf

1、復合材料加筋壁板不但保持著層合結構的各種優(yōu)點，加強筋的引入還有效提高了結構的屈曲承載能力，故已被廣泛應用于現(xiàn)代飛機的機翼、尾翼等主承力構件。然而，初始分層缺陷是復合材料加筋壁板制造成型過程中不可避免的問題；分層的存在會顯著削弱結構的剛度和強度，進而嚴重降低結構承載效率和使用可靠性。因此，如何準確評估含初始分層缺陷復合材料加筋壁板的承載性能具有重要的科學和工程價值。
　　本文基于損傷力學、斷裂力學和非線性穩(wěn)定性理論系統(tǒng)地建立了描述復

2、合材料分層加筋壁板漸進壓潰過程的漸進失效數(shù)值分析模型。該模型的材料性能退化子模型經由Hashin準則綜合考慮了復合材料單層的纖維失效、基體失效和纖維-基體剪切失效三種典型的面內損傷模式，并通過編寫用戶自定義材料子程序VUMAT實現(xiàn)了面內失效類型的判斷和相應材料性能的折減；采用虛裂紋閉合技術（VCCT）計算層間裂紋前緣的應變能釋放率，并結合B-K混合模式裂紋擴展準則控制分層的起裂，進而構建出捕捉層間缺陷演化路徑的分層擴展子模型；應用顯式動

3、力學分析方法準靜態(tài)求解復合材料分層加筋壁板的屈曲、后屈曲直至最終壓潰的過程。該模型對算例的預報結果與文獻試驗、數(shù)值結果吻合良好，驗證了其合理性和有效性。本文利用該模型重點研究了分層面積、位置等分層參數(shù)及壁板和筋條鋪層角度、剛度比等結構參數(shù)對復合材料單加筋分層壁板承載性能的影響規(guī)律。研究結果表明：典型臨界載荷與分層面積之間的關系不隨分層位置的變化而變化；節(jié)點線與反節(jié)點線位置的變形、受力情況差異以及失穩(wěn)波形的軸向移動效應是短分層沿軸向連續(xù)變