【摘要】：復(fù)合材料是當(dāng)下十分熱門的一種工程材料。本文根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)和板殼力學(xué)的基本理論和知識(shí),引入Reddy J.N.提出的一階剪切理論的模型,綜合研究了復(fù)合材料矩形板在考慮中面剪切變形、脫層子板接觸界面上的接觸效應(yīng)以及在濕熱場環(huán)境下的屈曲問題,是一個(gè)多場、多尺度的綜合性問題。推導(dǎo)出脫層板的屈曲控制方程,結(jié)合具體的算例分析了在不同的脫層參數(shù)、不同的濕熱場下層合板的屈曲荷載變化情況,并與有限元模擬解進(jìn)行了比較。本文主要的內(nèi)容如下:推導(dǎo)脫層板的屈曲控制方程。首先確定了本問題分析的四分區(qū)層合板模型,引入Reddy J.N.的一階剪切理論,考慮在中面處橫向剪力所引起的剪切變形。不同于Kirchhoff-Love的直法線假設(shè),即板殼變形后其法線方向垂直于中面,脫層板中面剪切變形由兩部分組成:一是薄板產(chǎn)生面外撓度帶來的轉(zhuǎn)角變化,另外一個(gè)是法線相對于中面的夾角改變。結(jié)合板殼力學(xué)的知識(shí),針對脫層上下子板之間的接觸效應(yīng),分析脫層界面上下兩部分的局部變形機(jī)制并應(yīng)用復(fù)合材料微觀力學(xué),確定分層界面的接觸性能。進(jìn)而在層合板的本構(gòu)方程中引入濕度和溫度的影響,利用復(fù)合材料力學(xué)的知識(shí)建立考慮濕熱效應(yīng)的復(fù)合材料層合板本構(gòu)方程。從經(jīng)典的層合板屈曲控制方程出發(fā),推導(dǎo)出考慮一階剪切、接觸效應(yīng)和濕熱效應(yīng)影響下總的屈曲控制方程。屈曲控制方程的求解。結(jié)合本模型四邊簡支的邊界條件以及各子板之間的位移和轉(zhuǎn)角的連續(xù)性條件,確定本問題求解需要的定解條件。利用分離變量的方法將各子板的位移函數(shù)和轉(zhuǎn)角函數(shù)表示成單重三角級(jí)數(shù)解的形式,求解各子板的關(guān)于模態(tài)參數(shù)的高次冪方程,確定解的表達(dá)式,結(jié)合定解條件得到關(guān)于屈曲荷載的齊次方程組,利用迭代法得出不同參數(shù)下的屈曲荷載值。數(shù)值分析和有限元分析。選取某個(gè)特定算例參數(shù),結(jié)合求出的解利用數(shù)值軟件MATLAB編程計(jì)算不同參數(shù)下的屈曲荷載,分別討論不同參數(shù)對層合板的屈曲解的影響。然后開發(fā)有限元軟件ABAQUS進(jìn)行建模分析,與理論解進(jìn)行對比驗(yàn)證。
【圖文】：

暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文造體育運(yùn)動(dòng)器件和用作建筑材料等�，F(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復(fù)合材料，復(fù)合材代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。 表 2015 年統(tǒng)計(jì)的碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用市場，可以看到，幾乎涵蓋了我們?nèi)粘Ｉ钜粋�(gè)領(lǐng)域。然在國內(nèi)復(fù)合材料的制備和使用行業(yè)剛剛進(jìn)入成長期，但隨著先進(jìn)復(fù)合材料研發(fā)性生產(chǎn)陸續(xù)展開，科技成果向下游應(yīng)用轉(zhuǎn)化過程逐步完善，相關(guān)配套工裝設(shè)計(jì)與術(shù)的不斷進(jìn)步，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大，在軌道交通、汽車、建筑、機(jī)械、醫(yī)子、通信、環(huán)保、海洋船舶、機(jī)器人、無人機(jī)、體育休閑等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域具有廣用前景。

層合板的穩(wěn)定性分析，得到理論解，對于實(shí)過程中的損失，避免造成經(jīng)濟(jì)損失及保障生三大判別標(biāo)準(zhǔn)分別是強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。微小的增量，則結(jié)構(gòu)的平衡位形將發(fā)生很大相應(yīng)的荷載稱為屈曲荷載或臨界荷載。復(fù)合切荷載和壓縮荷載作用時(shí)，當(dāng)荷載增加到一外一種平衡狀態(tài)，此時(shí)屬于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)的載荷值稱為臨界屈曲載荷。復(fù)合材料層合板的屈曲模態(tài)可以分為三種類，，不同的屈曲模態(tài)取決于貫穿脫層的脫層參也依次經(jīng)歷了整體屈曲到混合屈曲再到局部模態(tài)的示意圖[4]：
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB33

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉述倫;薛江紅;王t

本文編號(hào)：2602479