含層間界面損傷復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)半解析法研究.pdf

1、復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)層間界面損傷依據(jù)損傷程度的強(qiáng)弱可以分為兩種形式，層間界面弱粘接損傷和分層損傷。層間界面弱粘接損傷的特點(diǎn)是層間應(yīng)力連續(xù)而層間位移不連續(xù)，分層損傷的特點(diǎn)是層間應(yīng)力和層間位移均不連續(xù)，即接觸面可以自由地相對張開和滑動。在服役狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)會承受各種載荷，將導(dǎo)致層間界面損傷的擴(kuò)展。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度會隨之顯著下降，并引發(fā)嚴(yán)重的安全隱患。因此，含層間界面損傷復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究具有重要意義。
　　針對含層間界面

2、損傷復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)的彎曲、振動、屈曲、熱屈曲特性和剩余強(qiáng)度的研究，本文提出了兩種方法：基于兩類變量變分原理的Hamilton正則方程有限元與徑向基點(diǎn)插值無網(wǎng)格耦合半解析法和基于局部加權(quán)殘值法的Hamilton正則方程局部徑向基點(diǎn)插值無網(wǎng)格半解析法。在這兩種方法中沿厚度方向采用解析法，保證了層間位移和平面外應(yīng)力的連續(xù)性，數(shù)值結(jié)果精度高，平面內(nèi)采用數(shù)值方法，能處理復(fù)雜的側(cè)面邊界條件及復(fù)雜的外載荷等問題，通過傳遞矩陣技術(shù)的實(shí)施，使得控制方程

3、只含有結(jié)構(gòu)上下表面的位移變量和應(yīng)力變量，顯著地減少了控制方程的未知量，計(jì)算效率高，對應(yīng)力和位移兩類變量沒作其他任何假設(shè)，正交異性甚至各向異性材料的剪切效應(yīng)得到了充分體現(xiàn)。
　　另外，針對復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)屈曲和熱屈曲問題，本文修正了其中的能量密度函數(shù)，并擴(kuò)展應(yīng)用到含層間界面損傷壓電材料層壓結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析上。本文用含兩種損傷形式的復(fù)合材料和壓電材料層壓結(jié)構(gòu)的彎曲、振動、屈曲、熱屈曲特性和含分層損傷復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)分層前緣能量釋放率