二維編織復合材料曲板穩(wěn)定性分析及試驗方法研究.pdf

1、二維編織復合材料柱形曲板具有外形流暢、抗彎抗扭性能強等優(yōu)點，被廣泛應用于航空、航天、船舶和土木工程等領域。在實際應用中，曲板經(jīng)常受到軸向壓縮載荷，失穩(wěn)是需要重點關注的破壞形式。復合材料曲板穩(wěn)定性對相關結構設計的安全性和經(jīng)濟性具有重要的意義。本文應用有限元及試驗方法對二維編織復合材料曲板的穩(wěn)定性開展了研究。
　　對軸壓載荷下二維編織復合材料曲板穩(wěn)定性進行了有限元分析，應用有限元軟件 Abaqus中的特征值法及弧長法對曲板進行了屈曲及

2、后屈曲分析，得到復合材料曲板的屈曲載荷及模態(tài)。在采用弧長法進行分析時，將特征值屈曲模態(tài)作為初始幾何缺陷引入模型。結合分析結果，研究了半徑、弧長、高度對復合材料曲板穩(wěn)定性的影響。結果表明：曲板半徑增加，屈曲載荷降低；弧長增加，屈曲載荷提高；曲板高度增加，屈曲載荷降低。
　　進行了二維編織復合材料曲板穩(wěn)定性試驗研究。設計了曲板四邊簡支夾具，對5種不同構型的二維編織復合材料曲板進行了屈曲試驗，并將有限元計算結果與試驗結果進行對比。對試驗

3、件進行了后屈曲試驗研究了二維編織復合材料曲板的后屈曲行為。有限元與試驗結果吻合良好。
　　由于復合材料曲板穩(wěn)定性對缺陷敏感，應用有限元與試驗方法研究了常見典型缺陷對復合材料曲板屈曲性能的影響。建立了考慮安裝誤差的含典型缺陷曲板模型，缺陷類型包括復合材料曲板在制造過程中易產(chǎn)生的缺陷，如傾斜、厚度不均、翹曲。計算了曲板在軸壓載荷下的屈曲載荷及應變分布情況，并通過試驗對有限元分析結果進行了驗證。研究結果表明：傾斜與翹曲會使試驗件屈曲載荷