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含脱层的纤维增强复合材料层合板在湿热环境下的屈曲分析

刘述伦  
【摘要】:本文根据复合材料力学、板壳理论、弹性力学等基础理论,研究了含脱层的纤维增强复合材料层合板在湿热环境下的屈曲问题,通过算例分析,得到了几何参数、材料参数和湿热环境等多方面的参数变化对临界屈曲载荷的影响。本论文的研究内容主要有: 建立了含脱层的复合材料层合板受湿热力作用的理论分析模型,将层合板分为四个子板,每个子板之间通过连接处的力的连续性条件和位移连续性条件来建立联系。从复合材料层合板的本构方程出发,引入温度项和湿度项,建立起了考虑湿热效应的复合材料层合板的本构方程,利用微观力学模型,得到复合材料层合板的湿热膨胀系数,最后根据层合板的平衡方程推导出了考虑湿热效应的含脱层的复合材料层合板的屈曲控制微分方程。 利用脱层板的边界条件和连续性条件确定了脱层板的16个定解条件,再根据考虑湿热效应的复合材料层合板的屈曲控制方程和边界条件的特点确定位移表达式的形式为单重的三角函数形式,然后将位移表达式代入层合板的屈曲控制方程最后求得了位移的准确表达式,然后根据边界条件和连续性条件得到了包含临界屈曲载荷的齐次线性方程组,由齐次线性方程组有非零解的条件利用循环迭代的方法求得了临界屈曲载荷。 通过含脱层的复合材料层合板的屈曲数值算例,综合讨论了几何参数、材料参数和湿热环境等多方面的参数变化对正交对称铺设层合板的临界屈曲载荷的影响及对屈曲模态的影响。


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