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正交异性层合板在力载和热载下静、动态响应的数值模拟

陈磊  
【摘要】:复合材料层合板的以其比强度高、比刚度大的优点而在飞行器上面的广泛应用,而且层合结构单元已经成为21世纪飞行器的基本结构单元。复合材料层合板也有自身的缺点,即在各种形式荷载的作用下,可能发生各种各样的破坏而失效,其中主要的破坏形式之一是分层破坏,而层合结构的层间应力是导致分层破坏的主要因素。为了保证结构的安全性,在保证可靠性的基础上最大幅度地减轻结构的重量,关键问题是如何提高复合材料结构抵抗破坏的能力,并给出准确的结构失效预测,而做到这一点就要能够有效地给出层合结构在热荷载和机械荷载作用下应力和应变分布,以及影响应力和应变分布的因素的预测。 本文使用有限元软件ANSYS中的SHELL99单元模拟正交各向异性层合板在静力、动力、稳态温度场以及瞬态温度场的作用下层间剪应力和位移响应的分布情况,将模拟结果和理论值做对比,在对比效果良好的基础上改变层合板的几何尺寸、弹性参数、层数、铺设方式以及边界条件,研究层间剪应力分布变化,从而得到不同荷载下影响正交各向异性层合板层间剪应力分布情况的主要因素。


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