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变厚度复合材料层合板铺层递减设计

王振世  
【摘要】:变厚度层合板铺层递减结构在航空航天领域中应用十分广泛,本文在前人的工作基础上主要开展了以下几个方面的研究工作: 1、针对变厚度复合材料层合板铺层递减结构,采用了一种整体-局部的分析方法。介绍了一种简化的2-D有限元模型进行整体分析,在过渡段附近有应力集中的位置采用细化网格进行局部分析。相较于传统的方法,这种方法只是在关键位置处采用精细的网格,可节约大量的计算时间。 2、通过对铺层递减结构的有限元分析计算,得到这种结构特别是过渡段附近的应变和应力分布。研究了四个参数的影响,首先是同一位置处递减铺层的数量对结构性能的影响,第二是连续的两个铺层递减段之间的距离(错开距离)对结构性能的影响,第三个研究了不同的铺层方式对递减铺层结构性能的影响,最后研究了覆盖层对结构性能的影响。 3、采用三维有限元模型分析了铺层递减结构,并与二维有限元模型的计算结果比较,所得结果基本一致。 4、本文旨在提出一些设计变厚度层合板铺层递减结构的指导性建议。根据本文有限元分析的结果,并结合已有的设计方法,总结出一些铺层递减结构的设计方法,为该种结构的设计提供参考。


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