非線性載荷下金屬復(fù)合板材屈曲行為分析.pdf

1、在航空、航天、橋梁、汽車、機械等工程領(lǐng)域，十分關(guān)心結(jié)構(gòu)的有效性，需要高強度和輕質(zhì)量的結(jié)構(gòu)材料。復(fù)合材料能很好的滿足相應(yīng)的要求，因此得到了廣泛的應(yīng)用。復(fù)合金屬板材是應(yīng)用比較廣泛的一種復(fù)合材料，當(dāng)它們受面內(nèi)壓縮、剪切、彎曲等載荷作用時，一種十分常見的失效模式為喪失穩(wěn)定性，簡稱“失穩(wěn)”或者“屈曲”。為了保證結(jié)構(gòu)的使用安全，需要進行穩(wěn)定性分析。目前，對于復(fù)合板均勻或線性壓縮載荷下的穩(wěn)定性分析已經(jīng)有了大量的研究，但對非線性載荷下的失穩(wěn)問題研究極少

2、。而在金屬復(fù)合板生產(chǎn)與使用過程中，承受的往往是非線性載荷。針對這一問題，本文將開展復(fù)合金屬板材在非線性載荷下的屈曲行為研究。
　　首先，本文考慮金屬復(fù)合板材兩邊簡支、兩邊自由的邊界條件，通過設(shè)定相應(yīng)的撓度函數(shù)，根據(jù)復(fù)合板材在小變形情況下的力學(xué)假設(shè)，得到了金屬復(fù)合板材臨界失穩(wěn)情況下的變形能；通過引入判別因子來設(shè)定臨界載荷模型，得到外力做功；根據(jù)能量守恒原理，推導(dǎo)了求解失穩(wěn)判別因子的表達式。得到一套金屬復(fù)合板材在非線性載荷作用下的失穩(wěn)

3、判別模型。
　　其次，用類似的方法，基于大變形理論和屈曲后的能量最小原則，通過設(shè)定橫向與縱向的位移函數(shù)，推導(dǎo)了金屬復(fù)合板材后屈曲分析模型，并通過數(shù)值方法求得了屈曲后的浪高和浪寬等參數(shù)，以及屈曲后金屬復(fù)合板材內(nèi)部的橫向與縱向應(yīng)力分布，并對求解結(jié)果進行了分析與比較。
　　最后，設(shè)計了一種研究板材失穩(wěn)屈曲的實驗裝置，推導(dǎo)了施加不同分布力所對應(yīng)的墊塊厚度分布表達式；采用 InspektTable100電子萬能拉伸試驗機進行了金屬復(fù)合