脱层对两端固支层合板固有频率影响的研究

用有限元软件MARC建立了具有脱层和无脱层的两端固支层合板模型,并进行了模态分析.文中分别研究了双金属粘接、复合材料与金属粘接、复合材料与复合材料粘接三种类型的层合板脱层对其固有频率的影响,并绘制了脱层与固有频率关系曲线图,为工程应用提供了科学依据.     

任意铺设复合材料层合板的自由振动

根据哈密顿最小作用量原理，对任意铺设复合材料叠层板推导了自由振动的变分方程，在此基础上应用RitZ法得到了多种铺设叠层矩形板在一般边界条件下振动基频的计算公式。利用这些变分公式计算了几种典型铺设矩形板的基频，结果表明上述方法是有效的，为进一步进行数值分析提供了理论依据。     

反对称角铺设层合板动力响应样条有限元分析

旨在研究反对称角铺设层合板的动力响应.基于Kirchhoff经典理论,用样条有限元法以三次B样条函数构成的样条基对反对称多层角铺设层合板的3个独立位移进行插值,推导了复合材料层合板刚度阵,质量阵列式,阻尼阵列式,并由Lagrange方程导出了层合板的动力学方程,通过瑞利一李兹法建立了特征方程.并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.求解了反对称角铺设层合板的动力响应问题,并与已有的成果进行了比较.     

角铺设复合材料层合板的后屈曲和模态跃迁

为研究双轴受压反对称角铺设复合材料层压板的后屈曲和模态跳迁性能,由渐近修正几何非线性理论推导其双耦合四阶控制偏微分方程(即协调方程和动态控制方程);通过采用广义Galerkin方法将层合板的耦合非线性控制偏微分方程转换为系列非线性常微分方程组;然后,采用解的延拓方法软件对层合板的后屈曲行为进行分析,确定面内直边边界下层合板出现屈曲模态跃迁的路径和临界载荷.通过对四层简支复合层合板算例计算表明:该方法数值结果与有限元分析(FEA)相比,在主后屈曲区域有很好的吻合性;而当解接近第2分岔点时,有限元分析失去收敛性,而所提分析方法仍具有深入探索二次分岔后屈曲区域和准确捕捉模态跃迁现象的能力.     

采用刚度分解法简化计算复合材料层合板弯曲问题

应用刚度分解法对复合材料对称较层厚合板弯曲问题的分析计算进行简化。根据赖斯纳理论建立起来的控制微分方程组相当于六阶偏微分方程,其定解问题数学上非常复杂,采用刚度分解法可以在保证一定精度的情况下达到简化计算的目的。     

二对边固支矩形层合板自振频率的近似解及实验测定

本文利用能量法（瑞利法）近似计算二对边固支、另二边自由的正交各向异性矩阵层合板的固有频率，并与实验测试结果相对比，两者符合得很好。     

复合材料层合板的稳定性分析

本文从适用于几何非线性分析的增量形式的虚功方程出发,建立了有限元计算公式。为保证层合板各层间的变形协调性,采用了离散罚函数方法。运用弧长法在稳定性计算中跟踪平衡过程曲线。进行了后屈曲分析。用有限元程序,计算了几个算例,得到较好的结果。     

铺层拼接层合板抗拉强度研究

针对复合材料结构设计中会遇到含铺层拼接的层合板强度预测问题, 设计了含铺层交错拼接区的碳/双马复合材料层合板试件,采用简单拉伸试验方法测定了该材料的力学性能,得到了不同拼接长度下层合板的抗拉强度.试验结果表明,铺层拼接状态差异将会对层合板的承载能力有显著影响.根据试验结果建立了铺层拼接层合板的抗拉强度随拼接长度变化的经验公式,可为复合材料层合板结构的铺层设计和强度分析提供理论依据.     

弹性地基上对称正交铺设层合板的受迫振动

研究置于弹性地基上受到面向预加荷载的对称正交铺设层合板在受到冲击荷载作用时的动力响应，根据高阶剪切变形理论推导出由位移表示的运动方程，用模态叠加法解得振动频率及动力响应，把所得的结果与一阶剪切变形理论做了比较，并讨论了材料、几何参数、地基刚度系数对动力响应的影响。     

用样条配点法求解反对称角铺设层合板动力响应

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动力响应 ,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动力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。     

初始缺陷对复合材料层板稳定性的影响

为深入研究初始缺陷对复合材料层板稳定性的影响 ,利用能量变分原理和考虑初始缺陷的非线性几何方程 ,建立了具有弹性约束的层合板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程组 ,运用广义傅立叶级数法对其进行求解 ,并进一步获得了影响非线性稳定性控制方程组的性质的非齐次项。研究结果表明 ,非对称层合板带初始缺陷时 ,物理耦合和几何耦合既可能得到加强 ,也可能互相削弱 ,甚至在某些情况下耦合作用完全抵消 ,导致非齐次项为零 ,因而会出现屈曲。在此基础上本文提出了临界初始缺陷波形的概念     

考虑横向剪切变形的层合板弯曲应力分析

比较了考虑横向剪切变形的几种力学模型，提出了一种新的假定剪应力沿板厚呈抛物线分布的分层模型，以特殊正交各向异性层合板为例，采用两种不同的方法建立了各层剪切应变的关系，推演了层合板横向弯曲的微分方程组及边界条件，复例表明，计算精度较高。     

复合材料层板屈曲中的剪切效应

本文在渐近有限元模型的基础上，进一步完善了渐近分析过程，修正了有关物理量的量级，给出了形式简洁且物理意义清晰的剪切修正项。改善后的模型能较好地反映横向剪切效应对复合材料层板屈曲特性的影响。本文用算例验证了改善后模型的合理性，并得出了一系列有实用价值的结论。     

分层损伤复合材料加筋层合板屈曲和后屈曲性态研究

基于板的一阶剪切理论和Von—Karman大挠度理论,提出了合嵌入分层的复合材料加筋层合板在受压缩荷载作用下的前、后屈曲分析的有限元方法,并推导了相应的有限元列式,分析中还考虑了分层前缘的闭合接触效应．通过典型算例,研究了复合材料加筋层合板的屈曲和后屈曲性态与加强筋的分布、分层形状、分层位置及分层大小等因素的关系．     

超音速下梯形复合材料层合板的气动热弹性分析

发展了有限元分析方法,对超音速环境中梯形复合材料层合板的气动热弹性问题进行了研究。考虑可压缩流和斜激波的影响,采用一阶活塞理论来表示气动压力。针对复合材料层合板的不规则结构,以及由于气动加热而产生的复杂温度分布,利用有限单元法,建立梯形复合材料层合板的热传导方程和气动热弹性耦合运动方程。通过热传导方程得到板的温度分布,再结合气动热弹性运动方程分析梯形板的气动热弹性特性。通过数值计算,研究了气动加热和铺设角对超音速下梯形板的固有频率和模态的影响。     

基于非线性的压电层合板弯曲

考虑几何非线性和非线性压电效应,研究了压电材料作为变形驱动器的压电层合板的弯曲,建立了基于非线性的压电层合板的广义本构方程.利用Ritz法得到悬臂压电层合板的弯曲变形与作用电场间的非线性关系.计算分析表明：在强电场的作用下变形会迅速偏离线性结果,此时必须考虑非线性压电效应,而线性分析只适合于低电场的情况.     

复合材料层合板的热应力分析

基于Reissner-Mindlin型全局位移场模型和有限元预测-修正分析过程,数值计算和分析了复合材料层合板受热载荷作用下的横向剪应力.计算结果与三维弹性解比较表明横向剪应力的计算精度是满意的.     

基于Mindlin理论的复合材料层合板的有限元分析

以带转角的4节点20个自由度的四边形复合材料层合板单元为研究对象，建立了基于Mindlin一阶剪切变形理论的任意铺设情况层合板的有限元分析方法。该方法克服了在Kirchhoff假定下的板元素只能适用于很薄的高模量层合板元和较薄的低模量板元的局限性，具有实用性更广，精度较高的优点。     

用渐近变分法对复合材料层合板简化数值建模及仿真

为有效分析三维复合材料层合板非线性、单向耦合弹性问题,基于渐近变分方法构建单斜对称的复合材料层合板的简化模型。推导了基于旋转张量分解概念的复合材料层合板能量表达式;利用渐近变分法将三维层合板严格拆分为二维板分析和沿法线方向的一维非线性分析;进行了降维后近似能量推导及reissner形式转换;提供了三维场重构关系以得到沿厚度方向的准确应力分布。通过对一具有四层复合层合板的柱形弯曲算例表明:基于该理论和重构过程开发的渐近变分程序VAPAS重构生成的三维应力场精确性较古典层合理论更好,与三维有限元精确解相一致。