纖維增強復(fù)合材料變角度層合板的力學(xué)特性研究.pdf

1、復(fù)合材料層合板可以采用纖維的直線鋪放得到,盡管方法簡單,但卻極大地限制了設(shè)計的靈活程度,也使得復(fù)合材料的方向特性未能得到充分利用。然而,隨著鋪放技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)有的鋪放設(shè)備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)纖維絲束的變角度鋪放,使得鋪放角度在同一鋪層內(nèi)連續(xù)變化。與傳統(tǒng)的固定角度鋪放相比,增大了設(shè)計的靈活性,能夠更加充分地利用復(fù)合材料的方向特性,使得提高構(gòu)件的性能或減小構(gòu)件重量成為可能。復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)大量存在于實際的工程應(yīng)用之中,使用廣泛,因此有必要將變化的

2、纖維角度應(yīng)用其中并對其進(jìn)行相關(guān)的力學(xué)特性研究。
　　給出了參考纖維路徑纖維角度的變化規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了參考纖維路徑的曲線函數(shù),確定了變角度纖維層合板的定義方法?？紤]到絲束帶寬度的影響,給出了絲束帶上任意點纖維角度的計算方法。討論了平移法與平行法兩種鋪層構(gòu)建方法,分析了間隙、重疊或者褶皺產(chǎn)生的原因,比較各自優(yōu)缺點并確定了文中采用的構(gòu)建方法為平移法。參考直線纖維層合板的標(biāo)記法給出了變角度纖維層合板的表示方法。應(yīng)用離散思想給出了變

3、角度纖維層合板分析模型的創(chuàng)建方法,并編制了相應(yīng)的MATLAB程序。
　　根據(jù)經(jīng)典層合板理論,給出了變角度纖維鋪層應(yīng)力、應(yīng)變、變化纖維角度之間的關(guān)系,并依此得到了變角度纖維層合板的本構(gòu)方程。依據(jù)給出的相關(guān)理論,文中給出了兩種角度變化下的變角度纖維層合板,生成了考慮與不考慮絲束帶重疊的有限元模型,研究了其在壓縮載荷作用下的平面靜力響應(yīng),給出了變形、應(yīng)力與截面內(nèi)力的相關(guān)結(jié)果,并分析了變化的纖維角度對上述結(jié)果的影響情況。
　　壓縮載