环氧基——玻璃纤维复合材料层合板大挠度屈曲特性的实验研究

本文采用影栅云纹法对两种辅层方式的环氧基———玻璃纤维层合板大挠度屈特性进行了实验研究,给出了位移曲线,临界载荷和失稳波形曲线     

随机参数反对称层合板响应的统计特征

工程结构中的复合材料层合板的几何参数往往具有随机性质．如何研究随机参数层合板的统计特性，这对正确估计结构设计的可靠性有着非常重要的意义。本文用样条配点法，将复合材料层合板结构离散后，应用Lagrange方程，建立了复合材料层合板的力学模型，研究了随机参数反对称层合板响应的统计特性，推导出层合板位移，速度和加速度的标准差。     

用样条配点法求解反对称角铺设层合板响应的统计特性

工程结构中的复合材料层合板的几何参数往往具有随机性质.如何研究随机参数层合板响应 的统计特性,这对正确估计结构设计的可靠性有着非常重要的意义.用样条配点法,将复合材料层 合板结构离散后,应用Lagrange方程,建立了复合材料层合板的力学模型,研究了随机参数反对称 层合板响应的统计特性,推导出层合板位移、速度和加速度的标准差.在数值算例中,对于各种边界 条件,选择样条函数作为振型函数,用样条配点法求出了结构的位移响应量及统计特征值,并与 Newmark法进行了比较,验证了该方法的有效性.     

FRP特种航空集装箱夹层板力学行为分析

研制FRP复合材料航空集装箱,以代替原有的钢质及铝合金集装箱,同时为进一步减轻集装箱质量,采用夹层结构设计集装箱各面板;运用复合材料经典层合理论,结合基尔霍夫(Kirchhoff G)薄板小挠度弯曲理论,对复合材料夹层板进行力学行为分析,得到夹层板的弯曲控制方程,并用莱维(Levy M)矩形板单三角级数解法进行数值求解,进而得到夹层板在给定条件下的弯曲挠度,从而提供了集装箱夹层板的设计依据.     

预埋不同质量分数碳纳米纸对CFRP低温弯曲性能影响的研究

【目的】针对低温飞行环境下CFRP材料可能出现的弯曲断裂问题。【方法】本研究对预埋不同质量分数（碳纳米管质量为100 mg、300 mg、500 mg、600 mg、700 mg）碳纳米纸的CFRP层合板进行常（低）温条件下的三点弯曲试验。【结果】通过分析CFRP层合板的应力-应变曲线，探究温度及碳纳米纸中碳纳米管的质量分数对CFRP层合板弯曲性能产生的影响。【结论】试验结果表明，常温条件下，预埋碳纳米纸能明显提高CFRP层合板的弯曲性能。低温条件下，随着碳纳米纸质量分数的增高，其对CFRP层合板弯曲性能的增强效果先上升后下降，其中碳纳米管质量为600 mg时增强效果最佳。     

采用散斑法测定复合材料的力学参数

本文采用散斑法对两种不同铺层方式的环氧基———玻璃纤维复合材料层合板的弹性模量,泊松比及应力应变分布进行了测试研究,给出了相应的实验数据,为理论计算方法的研究提供了有关参数     

非线性本构关系下两端固定梁的弯曲变形

基于经典梁理论和非线性本构关系,研究两端固定梁在横向分布载荷作用下的弯曲问题。首先假设材料弹性模量是应变的线性函数,推导了本构关系非线性情况下弯曲问题的基本方程。运用数值方法求解该支承条件下的弯曲问题无量纲方程的数值结果,分析了本构非线性参数和载荷对弯曲变形的影响,将大挠度问题与小挠度问题结果进行了对比。结果表明:对于非线性本构关系材料的梁的弯曲问题,即使在变形较小时也应采用大挠度方程求解。     

层合板在横向激励和温度作用下的动力响应

以受横向激励载荷和温度荷载共同作用下的复合材料层合板为研究对象,采用Von Kármán非线性理论和层合板理论,建立了非线性动力学的偏微分控制方程。通过Galerkin方法进行单模态离散并采用摄动法对其进行数值分析,得到了温度、激励荷载、铺设方式对层合板振动响应幅频的影响关系。     

碳纤维开孔层合板拉伸载荷下的失效分析

【目的】研究开孔碳纤维复合材料层合板在拉伸载荷下的失效行为,并确定铺层顺序、铺层角度对极限载荷的影响。【方法】通过Abaqus有限元软件和Hashin失效准则,建立壳单元在拉伸载荷下的失效模型,利用该失效模型进行数值模拟分析。【结果】0°层失效首先发生在孔边,随着孔边失效区域的不断扩大,呈现由X形向沙漏形转变的趋势;在达到极限载荷前,承载力与位移成正比,之后承载力迅速下降,层合板将迅速失效;铺层顺序对层合板的强度影响不大,铺层角度对层合板的极限载荷影响较大。在一定范围内增加±45°铺层的数量,不仅可以延缓层合板的失效,而且可以提高极限载荷值。【结论】研究结果对开孔碳纤维复合材料层合板的实际应用具有指导作用。     

应用大挠度薄板功的互等定理求解三边简支一边固定矩形板的挠曲方程

付宝连建立了直角坐标系,建立了有限变形非线性弹性力学的功的互等定理并给出了大挠度弯曲薄板的功的互等定理.应用大挠度弯曲薄板的第二类功的互等定理,求解了在均布载荷作用下三边简支一边固定大挠度弯曲矩形板的挠曲面方程,计算结果表明,该法简单有效.     

应用大挠度薄板功的互等定理求解一对边简支一对边自由矩形板的挠曲方程

主要应用大挠度弯曲薄板的第二类功的互等定理,求解在均布载荷作用下一对边简支一对边自由矩形板的挠曲面方程,计算结果表明,大挠度弯曲薄板功的互等定理在解决非线性问题方面简单有效,为求解相关大挠度问题开辟了一个新的途径。     

圆孔无限大板边界受力弯曲的挠度解析公式

应用弹性力学的复变函数理论，首先导出了圆孔无限大板弯曲挠度的复Fourier级数表达式，再把孔的边界条件进行复Fourier级数展开，用待定系数法确定级数的未知系数，利用复Fourier级数的卷积及广义函数论，推导出圆孔无限大板在边界弯曲时对应于常见3种孔边界条件的挠度解析公式．对孔边固支、简支、自由的圆孔无限大板的弯曲问题可直接套用求解。     

具有尺度效应的微梁静态弯曲分析

基于修正偶应力理论和表面弹性理论,提出了一种微尺度下的均匀梁模型,通过表面弹性理论和广义Young-Laplace方程引入剪切变形。微梁的总应变能除了基于经典弹性理论的应变能外,还考虑了由旋转梯度和表面效应引起的应变能。利用Hamilton原理,推导得到了微梁的平衡方程和边界条件。使用微分求积单元法研究了微梁在不同边界条件下的静态弯曲问题,并把简支条件下微梁弯曲挠度的解析解与数值解进行对比。结果表明,由微分求积单元法得到的数值解与解析解得到的结果基本一致,验证了数值解的正确性。分析了偶应力、表面效应和微梁的厚度对微梁弯曲挠度的影响。该模型得到的微梁的弯曲挠度与经典弹性理论得到的结果相比具有显著的不同,证明了微梁尺度效应的存在。     

变厚度圆板的非线性动态研究——振动分析

按照弹性薄板大挠度理论,得到了变厚度弹性圆薄板大挠度非线性振动以位移分量表达的基本方程。据此,研究了厚度按指数规律变化的圆板在各种边界条件下的非线性振动,得出径向位移解析解、中心挠度的Duffing方程和中心处的应力关系式,并获得了在广泛范围的厚度变化参数下的数值结果。     

变厚度夹层环形板大挠度问题的打靶法求解

对具有变厚度的夹层环形板大挠度问题进行了研究.采用打靶法和解析延拓法求得了具有双曲型变厚度夹层环形板在外边缘为可移夹紧固定、内边缘与一刚性中心固结情况下非线性弯曲问题的数值解,并讨论了几何参数和物理参数对夹层环形板弯曲问题的影响,给出了特征关系曲线,结果可供工程设计参考.     

Winkler地基对薄圆板的非线性弯曲行为的影响

研究了Winkler地基上圆板在横向载荷作用下的弯曲问题。基于经典板理论,考虑几何方程、物理方程及平衡方程,给出了位移为基本未知量的弹性地基圆板弯曲问题的控制微分方程。采用打靶法数值求解所得非线性边值问题,获得了两种边界下圆板的弯曲变形与无量纲载荷之间的关系曲线,讨论了弹性地基系数对圆板弯曲行为的影响。结果表明:两种边界条件下,弹性地基系数越大,板的弯曲越大;相同弹性地基下,简支板的弯曲变形大于固支板的弯曲变形。     

基于ABAQUS的钢筋混凝土悬臂梁挠度分析

传统混凝土挠度计算是先通过试验方法测量混凝土弹性模量,再通过弹性模量求解挠度。在试验求解弹性模量过程中,存在费力和难以全面检测等缺点。本文采用ABAQUS建立钢筋混凝土悬臂梁模型,在不同载荷的作用下产生弯曲变形,通过多组数值计算,建立压力和挠度之间的关系方程。本研究可对相关工程提供指导。     

基于ABAQUS的钢筋混凝土悬臂梁挠度分析

传统混凝土挠度计算是先通过试验方法测量混凝土弹性模量,再通过弹性模量求解挠度。在试验求解弹性模量过程中,存在费力和难以全面检测等缺点。本文采用ABAQUS建立钢筋混凝土悬臂梁模型,在不同载荷的作用下产生弯曲变形,通过多组数值计算,建立压力和挠度之间的关系方程。本研究可对相关工程提供指导。     

反对称角铺设层合板振动分析的样条有限元法

本文用样条有限元法，分析了反对称角铺设层合板的自由振动问题．在用三次B样条函数构成的样条基对诸独立位移分量进行插值后，根据瑞利-李兹法导出了特征方程，分别计算了反对称角铺设层合板在不同长宽比、不同铺层数、不同铺设角情况下的固有频率，并将有关结果与已有的成果进行了比较．     

苎麻和钛酸钾晶须改性聚丙稀多元复合材料的研究

采用正交试验设计、转矩流变仪共混、传递模压成型方法制备了苎麻/钛酸钾晶须/聚丙稀多元复合材料,并以拉伸强度和冲击韧性为指标进行了极差分析,在此基础上研制了苎麻/钛酸钾晶须(10%)/聚丙稀复合材料,并对其力学性能(含拉伸、弯曲、冲击等)进行了研究,利用扫描电镜对材料的断口进行了分析.结果表明:对复合材料拉伸和冲击强度影响大小的顺序为:钛酸钾晶须含量>苎麻含量>苎麻的表面处理;晶须能有效提高材料的拉伸和弯曲强度;在晶须含量一定的情况下,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度随苎麻含量的增加而提高.