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《西北工业大学》 2005年
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复合材料层合结构屈曲和后屈曲研究

陈桂娟  
【摘要】:复合材料层合结构由于重量轻、比强度高,比刚度大、耐疲劳性和铺层可设计性好等优点,广泛地应用于航空和航天领域上。事实上,层合板在屈曲以后并不破坏,仍具有很大的承载能力,即后屈曲强度。作为现代飞机和航天器结构来说,充分挖掘和利用层合板结构的后屈曲承载能力,对于提高层合板结构的抗屈曲破坏能力、减轻结构本身的重量、改进结构设计等都将具有重要的经济和现实意义。 本文引入了Von-Karman广义大挠度理论以及几何非线性的影响,通过变分原理和最小势能原理建立了任意铺层的复合材料层合薄板和圆柱曲板在面内载荷作用下的非线性稳定性控制方程。采用加权残数法将稳定性控制方程组转化成非线性代数方程组。应用延拓牛顿法和载荷增量相结合的方法求解非线性方程组,并编制相应的微机程序。跟踪出完善和有初始缺陷板的后屈曲平衡路径, 为了验证本方法的准确性,文中将数值计算结果同文献中的计算结果做了对比,吻合比较好。利用此程序对几种铺层方式的层合板进行实例计算,详细分析了初始挠度、几何参数、材料的弹性模量、铺设角度、厚度、铺层数目、铺层顺序等因素对简支矩形板屈曲和后屈曲特性的影响。 采用加筋结构是提高层合板承载能力的另一重要途径。考虑到实际构件往往在板边界受到集中载荷、部分分布载荷,而这些载荷通常作用在一端、两端或中部、还有板受梯形分布载荷等。文中详细分析了这些载荷对长宽比不同的加筋板和没有加筋平板屈曲载荷的影响。最后分析了筋条数目、筋条高度、筋条厚度、铺层对屈曲载荷影响。总结出了一些带有规律性的结论,为工程上优化设计提供了一些有价值的参考依据。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB332

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张丽娟;邱志平;;含不确定参数的复合材料层合板屈曲的两种非概率方法[J];工程与建设;2008年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 庄晓曦;复合材料加筋板受轴压载荷下屈曲和后屈曲研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 刘从玉;复合材料加筋板的屈曲后屈曲分析及承载能力研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 方一帆;含分层损伤层合板屈曲和分层行为的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 涂睿;含泡沫填充复合材料加筋板非线性屈曲模拟试验方法研究[D];上海交通大学;2011年
5 葛建彪;复合材料加筋壁板稳定性及承载能力分析[D];南京航空航天大学;2010年
6 窦君智;甲虫鞘翅力学性能及其微结构研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 李小乐;复合材料层合板大开口结构补强设计与试验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 许良梁;复合材料层合板剪切屈曲及后屈曲行为研究[D];西北工业大学;2006年
9 李泽成;含分层损伤先进复合材料格栅加筋结构的屈曲和后屈曲性态研究[D];大连理工大学;2006年
10 王平安;复合材料加筋板在剪切载荷下的屈曲与后屈曲研究[D];西北工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 邹健;程小全;陈浩;邵世纲;;二维织物增强层合板高速冲击后拉伸性能模拟[J];北京航空航天大学学报;2008年06期
10 赵丽滨;龙丽平;张建宇;韩邦成;;反作用轮密封罩结构抗屈曲设计计算及试验[J];北京航空航天大学学报;2008年12期
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2 李立业;祁恩荣;;复合材料上层建筑适用性研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
3 周俊;塔娜;饶柱石;;杆系结构振动计算的解析节点法[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
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6 张博平;李亚智;张开达;;神经网络在复合材料层合板刚度退化中的应用[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
7 刘秀芝;潘迎春;何政治;张巍;黄领才;;飞机复合材料构件胶接修补技术研究及应用[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
8 邢福君;潘迎春;张国强;温永海;张继超;;直升机复合材料结构连接技术研究与应用[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 高峰;矫桂琼;;层间增韧复合材料在准静压痕力下的试验与数值分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
10 李敏;张宝艳;;5428/T700复合材料体系热物理性能研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
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1 关宏波;GFRP套管钢筋混凝土组合结构的研究[D];大连理工大学;2011年
2 李龙飞;高速旋转层合圆板(梁)行波动力特性及其空气弹性稳定性研究[D];兰州大学;2011年
3 潘多忠;大跨度钢结构施工力学分析及应用研究[D];华南理工大学;2011年
4 姜磊;钢筋混凝土双向板挠度的试验研究与分析控制[D];西安建筑科技大学;2011年
5 曹彩芹;路面体系分析的多相层合弹性半空间理论[D];西安建筑科技大学;2011年
6 李云璋;黄土地区密肋复合墙结构地基基础静动力共同作用分析[D];西安建筑科技大学;2011年
7 刘荣梅;基于界面分析的光纤智能复合材料结构强度性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 王跃全;飞机复合材料结构修理设计渐进损伤分析[D];南京航空航天大学;2010年
9 赵群;复合材料翼面结构布局优化设计方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 陈小随;蒙脱土、纤维增强阻燃聚丙烯复合材料的结构与性能研究[D];北京化工大学;2011年
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1 汪昭君;新型三维编织体结构的开发研究[D];江南大学;2010年
2 吕彬彬;T型尾翼跨声速复合材料颤振模型设计研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年
3 王飞;渐开线齿廓滚压成型半蜂窝波形条的理论研究[D];昆明理工大学;2009年
4 张逸尘;绝缘弹胶物的褶皱与预防[D];浙江大学;2010年
5 王铁男;浅埋暗挖地铁隧道开挖方案技术优化研究[D];沈阳大学;2011年
6 陈立杰;基于复合材料力学理论的冻土本构模型探索[D];西北农林科技大学;2010年
7 张昕;复合材料干涉配合连接有限元分析[D];西安电子科技大学;2011年
8 康超;轴向冲击复合材料杆的动力屈曲及静力作用下层合板屈曲研究[D];太原理工大学;2011年
9 曲进;劲性微型桩循环荷载模型试验研究与分析[D];山东建筑大学;2011年
10 张月强;有限元线法参数单元在导热问题中的研究和应用[D];北方工业大学;2011年
【同被引文献】
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1 仝宗凯,王寿梅,邱志平;不确定初缺陷简支梁非线性屈曲载荷的确定[J];北京航空航天大学学报;2000年04期
2 蒋莉,张志民;湿热问题全复合材料夹层板面芯分层屈曲研究[J];北京航空航天大学学报;2002年04期
3 修英姝,崔德刚;复合材料蜂窝夹层结构的优化设计[J];北京航空航天大学学报;2004年09期
4 鲁大伟,李书;应用免疫遗传算法优化设计层合板铺层顺序[J];北京航空航天大学学报;2005年02期
5 荣晓敏;徐元铭;吴德财;;复合材料格栅结构优化设计中的计算智能技术[J];北京航空航天大学学报;2006年08期
6 寇长河,汪彤,郦正能,杨旭;复合材料层合板开口补强研究[J];北京航空航天大学学报;1997年04期
7 王言磊;郝庆多;欧进萍;;复合材料层合板面内剪切实验方法的评价[J];玻璃钢/复合材料;2007年03期
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9 张涛,刘土光,赵耀,王先洲;初始缺陷加筋板的屈曲与后屈曲分析[J];船舶力学;2003年01期
10 骆良顺;王新;苏彦庆;李新中;郭景杰;傅恒志;;基于连续切片的三维重构技术在材料凝固组织研究中的应用[J];材料导报;2010年09期
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1 卢智先;矫桂琼;王平安;朱胜利;;含分层损伤的复合材料层合板压缩力学行为的实验研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 白瑞祥;含损伤复合材料夹层板和加筋板的损伤扩展与破坏研究[D];大连理工大学;2002年
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3 张凤鹏;纤维增强层合复合材料分层损伤行为的研究[D];东北大学;2000年
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6 何煌;编织复合材料圆柱壳的稳定性分析[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
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8 吴艳;复合材料结构的实用优化设计技术及应用研究[D];西北工业大学;2003年
9 张彦考;全复合材料弹翼、舱段组合结构优化设计[D];西北工业大学;2002年
10 李刚;含切口复合材料加筋板损伤扩展的数值模拟及修理效能分析[D];西北工业大学;2004年
【二级引证文献】
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1 王伟;常楠;;飞机翼面结构多级布局优化设计思想及需要解决的问题[J];飞机设计;2007年05期
2 王想生;赵彬;李永刚;刘伟;岳珠峰;;基于ISIGHT/NASTRAN的机翼翼梁的结构优化设计[J];飞机设计;2008年04期
3 陈云鹤;张广友;金广谦;;一种GFRP材料工字型梁截面合理性研究[J];国防交通工程与技术;2013年04期
4 罗利龙;赵美英;穆朋刚;;一种改进的自适应遗传算法及其在层合板优化中的应用研究[J];机械科学与技术;2012年05期
5 刘洋;王富生;岳珠峰;;基于等效刚度矩阵的T型加筋层合板有限元分析[J];机械强度;2011年04期
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1 武玉芬;碳纤维综合力学性能与复合材料拉伸强度的离散性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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1 韩旭;帽型复合材料加筋壁板结构优化设计[D];南京航空航天大学;2009年
2 雷磊;受剪复合材料层合板开口补强结构优化设计[D];南京航空航天大学;2009年
3 刘从玉;复合材料加筋板的屈曲后屈曲分析及承载能力研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 方一帆;含分层损伤层合板屈曲和分层行为的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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7 涂睿;含泡沫填充复合材料加筋板非线性屈曲模拟试验方法研究[D];上海交通大学;2011年
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9 李丹;复合材料风机叶片结构的二级优化方法[D];南京航空航天大学;2011年
10 常园园;面内载荷下复合材料整体加筋板破坏过程分析[D];南京航空航天大学;2010年
【二级参考文献】
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1 周承倜,周建平;复合材料圆柱壳的非线性稳定性分析[J];复合材料学报;1985年01期
【相似文献】
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1 王虎,欧茂材,王俊奎;正交各向异性矩形板后屈曲行为分析[J];复合材料学报;1989年02期
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7 陈桂娟,矫桂琼,熊伟,王忠平;复合材料层合板非线性后屈曲特性的研究[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2005年01期
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4 严慧;周志隆;;加权残数法分析拟板化的四角锥网架[A];第四届空间结构学术交流会论文集(第二卷)[C];1988年
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6 姚振汉;袁卫锋;;散货船槽型横舱壁的屈曲后屈曲计算[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
7 王向东;孙锁泰;;用加权残数法分析正交异性扁薄壳体的大变形问题[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1996年
8 叶梅新;倪国荣;;变截面变弹性抗力系数地基梁的加权残数解法和近似解析解[A];第一届全国岩石力学数值计算及模型试验讨论会论文集[C];1986年
9 陈学潮;刘江湫;;样条加权残数法解扁壳问题[A];第三届空间结构学术交流会论文集[C];1986年
10 许功明;沈大荣;王龙甫;;用加权残数法分析各向异性层合薄板的几何非线性问题[A];第六届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1986年
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1 崔明;中暑解救ABC[N];中国商报;2000年
2 田妮;“跑步膝”是咋回事[N];大众卫生报;2004年
3 特约通讯员 刘海洋、李先芳;依托博士后流动站开展攻关[N];解放军报;2000年
4 吕斌;婴儿痉挛症影响智能[N];大众卫生报;2003年
5 湖南省儿童医院 符瑞玲;远离颈椎病学生多做小燕飞[N];健康报;2009年
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1 丁红丽;钢衬壳弹性和塑性热屈曲问题的理论与实验研究[D];清华大学;1996年
2 韩志东;金属板材成形的数值模拟[D];清华大学;1998年
3 曹彩芹;路面体系分析的多相层合弹性半空间理论[D];西安建筑科技大学;2011年
4 于永平;若干一维弹性结构后屈曲大变形的数值与解析逼近解[D];吉林大学;2009年
5 张凤鹏;纤维增强层合复合材料分层损伤行为的研究[D];东北大学;2000年
6 陈炎;压电矩形板非线性静动态力学特性研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 赵剑;基于双稳态特性的加速度开关研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 白瑞祥;含损伤复合材料夹层板和加筋板的损伤扩展与破坏研究[D];大连理工大学;2002年
9 杨杰;功能梯度复合材料板结构的非线性力学行为与动力特性[D];上海交通大学;2001年
10 杨金花;具脱层复合材料层合圆柱壳的非线性静动力学性能与脱层扩展研究[D];湖南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈桂娟;复合材料层合结构屈曲和后屈曲研究[D];西北工业大学;2005年
2 马月;略论加权残数法和变分原理的关系[D];哈尔滨工程大学;2005年
3 初晓婷;复合材料多墙结构的后屈曲强度研究及其弧长法的改进[D];大连理工大学;2001年
4 单兴芳;夹层圆柱壳在压扭载荷下屈曲的数值分析和实验研究[D];南京航空航天大学;2007年
5 毛耀武;压电材料梁的稳定性分析与研究[D];上海海事大学;2003年
6 于永平;弹性圆环的后屈曲大变形分析[D];吉林大学;2006年
7 李平恩;考虑损伤效应的粘弹性复合材料板的非线性静、动力学分析[D];湖南大学;2003年
8 隋智享;船舶与海洋工程结构极限强度分析[D];大连理工大学;2004年
9 刘志会;大型散货船极限强度分析[D];武汉理工大学;2006年
10 王平安;复合材料加筋板在剪切载荷下的屈曲与后屈曲研究[D];西北工业大学;2007年
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