復(fù)合材料多墻結(jié)構(gòu)的后屈曲強(qiáng)度研究及基弧長法的改進(jìn).pdf

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要本文以XX型飛機(jī)改型中復(fù)合材料機(jī)翼的強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)為背景，采用以大變形板殼理論為基礎(chǔ)的非線性有限元分析方法，對復(fù)合材料薄壁空間結(jié)構(gòu)的屈曲、后屈曲性態(tài)作了比較詳盡的研究，同時(shí)，對結(jié)構(gòu)后屈曲分析中普遍采用的弧長法作了卓成有效的改進(jìn)。廠主要工作內(nèi)容有:1對帶旋轉(zhuǎn)自由度的四節(jié)點(diǎn)等參單元，推導(dǎo)了考慮面內(nèi)位移引起的膜應(yīng)變項(xiàng)的切線剛度矩陣，使之適用于薄壁空間結(jié)構(gòu)的有限元分析2.對矩形截面箱型梁及復(fù)合材料典型盒段的屈曲

2、、后屈曲性態(tài)進(jìn)行研究，通過數(shù)值分析，得出了箱型結(jié)構(gòu)的屈曲、后屈曲性態(tài)與幾何形狀、鋪設(shè)角、鋪層數(shù)等因素的關(guān)系。3.在一般弧長法的基礎(chǔ)上，對增量弧長作了以考慮結(jié)構(gòu)剛度變化為主的加權(quán)修正和利用己知平衡點(diǎn)信息的外插修正，提出了一種改進(jìn)的、高效率的弧長法。該方法無論是追蹤后屈曲的全程路徑，還是求得指定載荷點(diǎn)的收斂解都有良好的適應(yīng)性和較高的效率。由復(fù)合材料盒段的屈曲、后屈曲性態(tài)研究中得出的結(jié)論，對飛機(jī)結(jié)構(gòu)研究和設(shè)計(jì)人員有一定的參何非線性分析是普遍適

3、用的渺’本文“出的改進(jìn)弧長法“一”結(jié)構(gòu)的幾關(guān)鍵字:多墻結(jié)構(gòu)薄壁空間結(jié)構(gòu)復(fù)合材料屈曲后屈曲非線性有限元弧長法大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論第一章緒論互1.1研究背景和意義上個(gè)世紀(jì)五十年代出現(xiàn)了超音速飛機(jī)，為減小超音速阻力，翼面采用了相對厚度小于百分之六的薄翼，當(dāng)載荷較大或在翼面根部結(jié)構(gòu)高度較低的情況下，如采用常規(guī)結(jié)構(gòu)型式來解決薄翼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度問題，必需付出很大的重量代價(jià)。于是，出現(xiàn)了新的適用于薄翼結(jié)構(gòu)的多墻多支柱結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)型式

4、一經(jīng)出現(xiàn)，就被各國多種戰(zhàn)斗機(jī)廣泛采用，并取得了良好的減重效果.六十年代研制的米格23飛機(jī)是前蘇聯(lián)首次在機(jī)翼上采用這種結(jié)構(gòu)的飛機(jī)。我國于六十年代中期研制的某殲擊機(jī)的水平尾翼就是采用了這種先進(jìn)的翼面結(jié)構(gòu)形式，獲得了比加筋板結(jié)構(gòu)減輕重量百分之七，結(jié)構(gòu)剛度提高百分之二十以上的效果。二十世紀(jì)七十年代起，具有比強(qiáng)度高、比剛度大、耐腐蝕、易剪裁等一系列優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合材料己廣泛應(yīng)用在飛機(jī)、飛船、火箭等航空、航天結(jié)構(gòu)上。目前，復(fù)合材料本身和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分析

5、理論以及應(yīng)用技犬方面的研究己經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。我國八十年代開始，也逐步將復(fù)合材料應(yīng)用到飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，先后在多種型號(hào)飛機(jī)結(jié)構(gòu)上采用了復(fù)合材料承載部件。然而，復(fù)合材料多墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在國內(nèi)外還是近幾年的事。復(fù)合材料箱型結(jié)構(gòu)與金屬材料的箱型結(jié)構(gòu)一樣具有良好的彎曲和扭轉(zhuǎn)性能，但是，在實(shí)際使用中也可以發(fā)現(xiàn)箱型結(jié)構(gòu)在承受壓、彎、剪時(shí)，其中的翼板、腹板等構(gòu)件很容易產(chǎn)生局部失穩(wěn)并導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)過早的破壞。因此，設(shè)計(jì)箱型結(jié)構(gòu)最重要的是要防止局部失穩(wěn)的發(fā)生和