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.     

复合材料层合梁脱层分析的高阶模型

利用高阶剪切变形理论和变分原理,建立了复合材料层合梁脱层附加状态的高阶模型,并提出了相应的解析解法,与二维有限元的数值结果的比较表明,这里的高阶模型具有较好的精度.     

复合材料层合板的应力分析

根据文献[1]所建立的位移场模型以及相应的位移形式的平衡方程，对简支层合板受一般载荷作用下的问题简化成求解其代数方程组的问题，所计算的结果与相应的三维弹性解进行了详细地比较。     

碳纤维加固混凝土梁的粘结剪应力解析分析

根据弹性梁和部分组合截面假定,对受两个对称集中力的碳纤维加固混凝土简支梁,推导出碳纤维与混凝土梁之间的粘结剪应力的解析解,还给出了碳纤维的拉力的解析解。由例题梁计算分析,得到了降低碳维端部处应力集中的方法（增大碳维的粘结长度,在端部处采用刚度较低的结构胶或增加结构胶的厚度）     

具脱层复合材料层合梁-板的自由振动分析

基于经典弹性理论,建立了含脱层复合材料层合梁的运动控制方程,研究了脱层复合材料层合梁自由振动频率和振动模态。分析中,对脱层梁结构采用分区处理,同时结合边界条件、内力平衡条件以及位移连续条件,建立了梁模态分析的特征方程。最后利用具体算例,探讨了具脱层梁不同脱层参数、铺设角度下的一、二阶固有频率,并对比分析了不同的脱层深度、脱层长度和脱层位置以及不同的铺设材料对复合材料层合梁模态的影响。     

层合梁自由振动的微分求积分析

基于一阶剪切变形理论,应用Hamilton原理,推导了变高度、变宽度对称层合梁的自由振动微分方程,用微分求积法计算了等截面、变截面对称层合梁的自由振动频率。对一些简单特殊情况,本文的计算结果和解析解进行了对比,表明微分求积法求解变截面层合梁是一种简洁高效的计算方法。计算结果为复合材料结构的工程振动分析提供了参考。     

单向机织物增强复合材料层合梁弯曲破坏规律

五组单向机织物增强层合梁的弯曲实验表明：层合梁的最大弯曲强度通常并不对应于最后一层破坏时的荷载；铺设角不同的层合梁达到最大承载力时，破坏并不发生在同一层，且总的破坏层数和对应位移都不相同，其破坏形式可以定性预测．研究还表明：根据实测的单层板的非线性本构关系和强度指标，运用经典层合梁理论，可以对非弯扭耦合层合梁的最大承载力和挠度进行预测．     

梁弯曲,扭转,稳定分析的三维退化层合梁单元有限元法

首衔在２０结点三维块体等参元及１６结点相对位移板壳元的基础上,引入梁的基本假定,采用等效数值积分法,构造出１２－２０结点三维退化层合梁单元,然后考虑几何非线性,给出用于梁线弹性稳定分析的有限元列式,文中单元直接由三维块体等参元退化而得,只有线位移自由度,可以方便地与相对位移板单元和三维块体单元协调连结。又用三维退化梁单元分析了实心杆的弯曲、自由扭转及分支屈曲的临界荷载,其数值结果和理论解符合很好。     

考虑接触效应的具脱层复合材料层合梁的非线性动力响应分析

基于非线性弹性梁理论,建立了考虑接触效应的具任意脱层复合材料层合梁的非线性运动控制方程．通过引入假想弹簧所算得的接触力,对系统的横向振动控制方程进行修正,有效地避免了脱层之间的相互贯穿,并给出了假想弹簧系数的计算式．整个问题采用有限差分法进行求解,算例中详细讨论了脱层的大小、深度以及载荷等因素对具脱层复合材料层合梁非线性动力响应的影响．数值计算结果表明,考虑接触效应对脱层结构动力响应分析是非常重要的,可避免脱层结构出现物理上不可能的相互贯穿．     

Free Vibration Analysis of Laminated Composite Beams Using Differential Quadrature Method

IntroductionFiber- reinforced composite materials have foundnumerous applications in many engineering fieldsdue to their outstanding engineering properties,such as high strength- to- weight ratio and highstiffness- to- weight ratio.Specially,compositebeams are widely used in the aerospace industry,automobile industry,robotics and sportingappliances.The dynamic characteristics of thesestructures are of greatimportance in the design andservice process.　 As acknowledged by some researchers[1] ,t…     

考虑滑移、剪力滞后和剪切变形的组合梁单元

通过简单的运动学假设,提出了考虑滑移、剪力滞后和剪切变形的钢-混凝土组合梁位移法单元.由于组合梁存在多种变形的耦合作用,低次单元16DOF(自由度)应力精度较低,而具有5次Hermite多项式形函数的高次单元26DOF能以较少的单元数达到满意的精度.算例分析表明,忽略钢梁的剪切变形可能会导致显著的误差.     

横向预应力混凝土梁抗剪性能研究

通过4根加配横向预应力筋的钢筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁的对比试验,初步考察了横向预应力筋对提高钢筋混凝土梁抗剪性能的良好效果.研究结果表明:(1)加配横向预应力筋并施加适当预应力之后,钢筋混凝土梁的抗剪承载力提高70%以上,即使在不施加预应力的情况下,梁的抗剪承载力也约有40%的增长;(2)在横向预应力筋的总截面面积一定的情况下,采用直径较小的横向预应力筋和较小的间距,更有助于改善钢筋混凝土梁的破坏形态.     

剪力墙连梁的设计

剪力墙连梁对剪切变形十分敏感,结构设计中常常出现连梁超筋的情况。在介绍连梁设计要求的基础上,从连梁超筋的处理、连梁的构造措施两方面探讨了如何避免连梁超筋情况的发生,以保证连梁的构造要求。     

层合中厚非圆截面柱壳非线性动力稳定性分析

基于Timoshenko-Midlin假设及Hamilton变分原理,建立了层合中厚非圆柱壳的非线性运动控制方程,采用伽辽金技术,得到仅含时间参数的Mathieu型方程,然后应用增量谐波平衡法进行求解.数值计算中,以两端简支L曲线截面层合中厚柱壳为例,讨论了截面形状参数、几何非线性和横向剪切效应等因素对层合中厚非圆截面柱壳非线性动力稳定性的影响.结果表明:这些因素对层合L曲线截面中厚柱壳的非线性主要动力不稳定区域有较大影响.     

复合曲梁剪应力积分方程的理论解

和单层匀质曲梁相同 ,复合曲梁剪应力的计算仍然可以归结为对积分方程的求解问题 ,通过对积分方程的直接求解 ,可以导出剪应力计算的一般公式 .这些公式不仅满足该梁的平衡条件 ,同时也满足力的边界条件 .这一理论将用于研究由 2种不同材料制成的悬臂曲梁 ,以及试验轴瓦在自由端受集中力情况下的剪应力 ,经计算发现 ,理论值和按ANSYS程序的三维有限元分析结果非常接近 .理论研究表明 ,当梁的曲率半径和截面高度相差不大时 ,剪应力不容忽视 ,而应予以计算     

复合材料对称层合板特征问题的灵敏度分析

由于复合材料层合板的横向剪切模量较低，因此基于克希霍夫理论而计算的层合板特征问题及其灵敏度与实际情况相差较大。本文采用层合板的一阶剪切变形理论，将纤维铺设角、材料参数和从中面到第K层板上表面的距离Zk-1视为设计变量，研究了对称层合板特征值和特征向量的灵敏度计算问题。     

夹层梁的振动分析

通过对夹层梁的单元分析，建立了位移基本方程，对于多种边界条件的夹层梁，得出了相应的振动特征方程，并且讨论了梁的受迫振动。     

粘贴片材加固曲梁的界面剪应力计算研究

针对工程中广泛存在的曲梁加固问题,其剥离失效主要和贴片层与原梁之间的界面应力有关。研究了一种粘贴片材加固曲梁的界面剪应力计算解析法。根据粘贴片材加固梁的变形协调条件,从推导片材加固一般梁的界面剪应力微分控制方程出发,引入粘贴片两端部的边界条件,推导出界面剪应力的一般解析解显示表达式,并将其应用于加固曲梁的界面剪应力分析。对于不同的载荷条件与梁结构,只需计算出原梁结构所承受的剪力、弯矩和轴力即可采用所推导的解析解计算加固梁的界面剪应力。最终利用所研究的方法分析两种载荷作用下,不同曲率半径的曲梁采用碳纤维增强复合材料加固的界面剪应力的分布。数值算例表明该方法计算简便,求解精度高。     

具有可变形剪切连接件的连续复合梁的结构行为

对原型双跨复合梁的结构行为给出了详细的有限元研究．由于基本上认为剪切连接件是非刚性的,在高等有限元模型中采用弹簧单元可以将它们的非线性荷载一滑移性质考虑在内．对各种原型双跨复合梁进行了参数研究,并提出了主要的研究结果．主要的结构参数包括剪切连接件在正弯矩和负弯矩区域内的变形韧性和变形程度．总共比较和讨论了9个具有不同类型和剪切件数目的复合梁的结构行为,对目前的设计缺陷进行了鉴定．由于提出的有限元模型对详细调查复合梁的结构行为非常有效,有效地利用所提出的模型将对更具有改善结构精度和效率的细化设计准则的发展有帮助．