介紹了一種纖維曲線鋪放的變剛度復(fù)合材料層合板有限元建模方法。按照曲線鋪放規(guī)律定義每一個(gè)單元的實(shí)常數(shù)，并對這種纖維曲線鋪放層合板進(jìn)行建模。在此基礎(chǔ)上討論了在彎曲和壓縮失效兩種不同邊界條件下，采用Tsai - Wu失效準(zhǔn)則，對其進(jìn)行失效分析，驗(yàn)證其面內(nèi)受力情況，計(jì)算最大的孔面- WLL強(qiáng)度比倒數(shù)1/R。當(dāng)1/R =1時(shí)，所施加的載荷為失效的臨界載荷。對比兩組纖維直線和纖維曲線的鋪層算例，彎曲失效條件下臨界失效載荷提高16%和21%，壓縮失效條件下臨界失效載荷提高51%和19%。纖維曲線鋪放層合板有效提高了失效性能。
變剛度復(fù)合材料層合板早己在國外引起重視，目前已有許多這方面的研究。傳統(tǒng)的制備復(fù)合材料層合板的方法是采用纖維直線鋪放形成的，復(fù)合材料每一層的纖維角度是一定的。隨后，提出了一種非傳統(tǒng)的制備復(fù)合材料層合板的方法，纖維曲線鋪放，每一層的纖維角度是連續(xù)變化的，在力學(xué)性能方面，強(qiáng)度和剛度是沿著纖維方向的，因此用這種方法制備的復(fù)合材料層合板被定義為變剛度層合板(VSP)。Gurdal和Olmed0 運(yùn)用迭代的數(shù)值計(jì)算方法，得出其軸向剛度提高50%。Ijsselmuide等人開發(fā)了一個(gè)優(yōu)化的框架，其中包括熱載荷的影響，并且優(yōu)化設(shè)計(jì)了變剛度層合板熱力學(xué)方面的最大屈曲荷載因子。Waldhart介紹了平移法比平行法在提高復(fù)合材料層合板屈曲載荷方面表現(xiàn)更為優(yōu)異，且平移法便于制備。Lopes等人證實(shí)了層合板在壓縮屈曲和首層失效荷載方面，曲線纖維比直線纖維鋪放的層合板更加有優(yōu)勢。最近，變剛度的概念已經(jīng)應(yīng)用到了圓柱和圓錐等結(jié)構(gòu)上，Blom等人同優(yōu)化了圓柱殼體在純彎曲作用下的最大承載力，并且也開始對圓錐殼體進(jìn)行研究。
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纖維曲線鋪放的變剛度復(fù)合材料層合板的失效分析.pdf
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