竹-木復(fù)合層合板的力學(xué)性能預(yù)報和結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、本文所研究的竹/木復(fù)合層合板是一種新型結(jié)構(gòu)板，它由竹簾和楊木單板交替層疊，經(jīng)一定的熱壓工藝制作而成。本文圍繞它的彎曲問題進行了深入、全面地研究和分析。 首先，通過各種測試手段，測定竹簾和楊木單板的相關(guān)彈性常數(shù)。其次，在分析了竹/木復(fù)合層合板結(jié)構(gòu)特點和工況的基礎(chǔ)上，分別建立了相應(yīng)的力學(xué)計算模型。運用最小勢能原理導(dǎo)出了竹/木復(fù)合層合梁彎曲問題的經(jīng)典理論、一階剪切變形理論下的應(yīng)力、撓度和彈性模量的具體表達式。然后基于VB，編制了竹/木

2、復(fù)合層合板的力學(xué)性能預(yù)報的可視化系統(tǒng)。 在理論分析基礎(chǔ)上，本文運用有限單元法對竹/木復(fù)合層合板的彎曲問題進行了分析計算。分析計算主要是基于大型商用有限元分析軟件ANSYS進行。同時，對Mindlin板單元以及ANSYS系統(tǒng)中的優(yōu)化箱、層單元進行了簡要的介紹。 結(jié)果表明，當(dāng)跨高比較小時，橫向剪切效應(yīng)對彎曲變形有顯著的影響，各種理論所得結(jié)果相差較大，但當(dāng)跨高比增大時，橫向剪切效應(yīng)明顯減弱，各種理論值和數(shù)值計算結(jié)果趨于接近。但

3、是對于強度問題，經(jīng)典理論和一階剪切變形理論下的正應(yīng)力分布是一致的，有限單元法的計算結(jié)果和兩種理論下的誤差很小。 再次，通過實驗的方法測定了偶數(shù)層(8層)和奇數(shù)層(9層)兩種類型的竹/木復(fù)合層合板在不同跨高比情況下的縱、橫向的彈性模量，然后和理論結(jié)果進行比較，結(jié)果表明，當(dāng)跨高比較大時，理論解和實驗結(jié)果有較好的吻合度，當(dāng)跨高比較小時，誤差較大。 最后，本文運用ANSYS的優(yōu)化箱對竹/木復(fù)合層合板的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。結(jié)果表明，