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．     

双分层损伤层合梁屈曲有限元分析

采用参考面单元技术并引入虚拟杆单元,建立了含多个分层层合梁屈曲分析的有限元模型,通过数值实验验证了模型的正确性．着重研究不同边界条件、分层尺寸和位置对双分层梁压屈载荷的影响．当对称双分层损伤层合梁的最弱子层位于上、下表面时,压屈载荷由其最弱子层确定,且双分层和相应单分层的压屈载荷有极好的一致性;而当最弱子层位于中间层时,必须考虑接触效应,其压屈载荷较相应的单分层梁有明显降低．压屈载荷的等值线图可以清晰地描述任意双分层损伤层合梁的压屈载荷随分层位置的变化规律．     

层合板热后屈曲分析中的Lagrangian方法

从研究层合板热后屈曲路径出发，阐述了板（梁）几何非线性有限元分析中的ＴＬ方法和ＵＬ方法，基于Ｖｏｎ－Ｋａｒｍａｎ大挠度理论，分析了两种方法的差异和适用范围；通过算例指出对于层合板的热后屈曲路径的研究，只有采用ＵＬ方法才能保证在较大变形范围内正确求解。     

含单个分层复合材料层合板后屈曲性态研究

基于Mindlin假定下大变形的板／壳理论,采用参考面单元和虚拟杆单元相结合的非线性有限元方法,建立了分层损伤层合板后屈曲分析的有限元计算模型,并研究了考虑层间接触效应的单分层层合板的后屈曲性态．着重研究了分层深度、铺层次序和分层尺寸对含单个穿透分层层合板后屈曲性态的影响,如随分层位置沿厚度方向由表面向中心靠近,层合板后屈曲载荷呈下降趋势;当分层尺寸确定时,层合板的铺层次序及分层深度对后屈曲载荷的影响呈现明显的规律性;不同分层尺寸对后屈曲模态有显著影响等．所得结论对层合板结构设计和评估有指导意义。     

含椭圆形分层损伤层合板的非线性热屈曲

采用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法分析了含单个椭圆形分层损伤的复合材料对称层板在均匀温度场中的分层热屈曲问题．考虑了材料依赖于温度变化的弹性及热性质，给出了相应于不同椭圆主轴偏角β、不同椭圆长短半轴ａ／ｂ，以及对称角铺设层板在不同铺设角θ值时的线性和非线性热弹性脱层屈曲的临界温度．     

复合材料层合板表面椭圆形分层非线性屈曲分析

基于修正型Ｈａｈｎ－Ｔｓａｉ非线性本构模型，利用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法，研究了复合材料层合板表面椭圆形分层非线性屈曲性态．采用阻尼因子法有效地克服了非线性迭代过程中屈曲应变的振荡现象．数值结果表明：某些层合板椭圆形分层非线性临界应变与线性临界应变有明显差别．     

复合材料层合板的分层屈曲

采用Ｗｉｎｔｃｏｍｂ薄膜分层屈曲模型,根据Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法建立了考虑温度效应时复合材料层合板分层屈曲的稳定特征方程,计算阳出了均匀温度场中对称铺设层合板椭圆形分层屈曲的临界压缩载荷及屈曲临界温升。     

含分层损伤的复合材料加筋层合板的非线性热屈曲分析

给出了材料性质与温度有关的含分层损伤的复合材料加筋层合板的增量求解形式的有限元列式,并计算了含分层损伤的加筋层合板的热屈曲问题．计算结果表明,材料性质随温度变化的特征、加筋形式和分层大小对加筋层合板的热屈曲温度有显著影响．     

含分层复合材料层合板的高阶有限元分析方法

本文以勒让德（Ｌｅｇｅｎｄｒｅ）多项式逼近位移场沿板厚度方向的变化规律，考虑了含分层损伤复合材料层合板分层区域的横向剪应力分布，对层合板分层区域的刚度进行了修正，并在此基础上建立了分析含分层损伤复合材料层合板的高阶有限元模型，编制了相应的计算程序，分析了分层损伤对复合材料层合板弯曲变形和应力的影响。     

含分层损伤复合材料层合板的精化有限元法

提出了一种以勒让德多项式逼近位移场的含分层损伤的复合材料层合板的高阶理论精化有限元模型，该模型考虑了横向剪切变形沿层板厚度的分布规律，满足层板上下表面及分层处上下表面横向剪应力为零的条件；对分层损伤区域内的层板刚度进行了修正。     

板壳结构几何非线性有限元分析中一个有效的单元

在 Ｔｏｔａｌ－Ｌａｇｒａｎｇｅ坐标下；推导了满足离散 Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ假定的三角形板壳单元在板壳结构几何非线性有限元分析中全部的有限元列式，并以显式表示。各种数值算例表明，该单元的精度高．收敛快，单元的求解未知数少，满足同样精度所需单元数少，可以适用子各种复杂形状板壳结构的几何非线性有限元分析。     

壳体强度和稳定性的非线性有限元分析

采用性能良好的离散克希霍夫三角形板壳单元，推导了非线性公式，包 括几何和物理两种非线性，可用于计算非线性平衡路径和极值载荷，给出非 线性分支屈曲分析。计算了几个算例，与已有的结果有良好的符合。     

含分层损伤轴对称复合材料层合壳的高阶理论及有限元分析

提出一种轴对称旋转壳的高阶理论有限元分析模型，采用勒让德多项式逼近位移场沿轴对称壳体厚度方向的变化规律，对含分层损伤的轴对称层合壳结构，构造了一种轴对称分层损伤模型，对分层区域的弯曲刚度和横向剪切刚度作了修正。由典型算例讨论，研究了具有相同分层损伤面积层合壳的损伤分布与位置对其变形的影响。     

一种新的四边形层合板与夹层板单元

利用域内一致和边界一致概念，以最小二乘法求出对剪应变的单独插值函数，并利用节点坐标进行坐标变换，可构造一种基于Ｍｎｄｌｉｎ板弯曲理论的四边形板单元。将这种方法用于复合材料层合板与夹层板的静动力分析，该单元推导简单，易于程序实现；由数值算例表明具有很好的特性，计算精度好，避免了剪切闭锁现象，对厚板及薄板均适用。     

考虑材料性质参数随温度变化的热屈曲试探解法

分析了结构热屈曲问题的非线性性质,提出了考虑材料性质参数随温度变化的热屈曲热探解法,在ＤＤＪＴＪＱ程序上实现了材料参数（弹性模量Ｅ,泊桑比μ,线膨胀系数α）随温度变化情况下复杂结构热屈曲有限元数值分析,数值计算结果表明,由于温升所产生的热应力和材料的力学性质的软化,将使结构的屈曲强度大大降低,原先处于正常工作状态的工程结构,在又受到温度载荷作用后,并可能发生灾难性的屈曲破坏。     

冷轧带钢板形屈曲变形失稳限的有限元分析

采用ANSYS有限元仿真分析方法研究冷轧宽带钢板形屈曲失稳特性。利用ANSYS的几何非线性求解模块,建立宽薄带钢二维有限元模型,分析不同形式载荷、厚宽比和张应变下的屈曲失稳过程,计算板形屈曲变形失稳限。分析结果表明:边中复合浪的临界失稳载荷最大,中浪的较大,边浪的最小;边中复合浪的屈曲半波长为板宽的50%～60%,中浪与单边浪为80%左右,对称双边浪约为70%;在同样载荷下,随着厚宽比或张应变的增加,临界失稳限呈增长趋势,并且复杂浪形的临界失稳限增长速度明显大于简单浪形的增长速度。     

金属熔积直接成形翘曲变形的有限元分析

为了研究不同热边界条件对熔积直接成形金属零件翘曲变形的影响,运用有限元法建立了三维模型,通过变换冷却和加热条件来分析直壁件熔积成形过程在不同热边界条件成形过程中温度、应力变化和最终翘曲变形.模拟结果表明：熔积过程中运用随焊冷却技术,能使熔积层温度迅速降到接近环境温度,并在随后的时间内保持很低的温度梯度,从而减小了冷却阶段的应力水平,使得翘曲变形量降低;而熔积成形前对基板预热处理会增加热积累和温度梯度,导致残余应力及翘曲变形量的增加.     

弹性杆热过屈曲精确模型及其打靶法

基于轴线可伸长杆大变形几何理论，建立了两端不可移简支均匀加热直杆过屈曲行为的精确数学模型，把挠曲线弧长ｓ（ｘ）和纵向位移ｕ（ｘ）也作为基本未知量，采用打靶法和解析延拓法直接用数值求解，获得了非线性边值问题数值意义上的精确解，并给出了相应的数表和特性曲线．