本文選題：曲線纖維　切入點(diǎn)：非軸對稱彎曲　出處：《工程力學(xué)》2016年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：由自動鋪絲機(jī)制造的結(jié)構(gòu)具有面內(nèi)變剛度特征。這種由空間變化引起的剛度變化使結(jié)構(gòu)的控制方程成為了變系數(shù)偏微分方程,給求解非軸對稱彎曲問題帶來了很大挑戰(zhàn),難以求解其精確解。該文基于經(jīng)典板殼理論,推導(dǎo)了柱坐標(biāo)下正交各向異性變剛度圓環(huán)板非軸對稱彎曲問題的控制方程。假定剛度分別隨彈性模量指數(shù)函數(shù)和曲線纖維方向角連續(xù)變化,采用加權(quán)殘值法計(jì)算了周邊彈性約束時(shí)復(fù)合材料圓環(huán)板的撓度。通過與精確解結(jié)果的比對,驗(yàn)證該方法是有效的,并有較高精度。計(jì)算結(jié)果表明曲線纖維方向角的變化將使曲線纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的相關(guān)力學(xué)性能明顯優(yōu)于同等比例的直線纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。同時(shí),結(jié)果還表明變剛度復(fù)合材料圓環(huán)板的非軸對稱撓度與其周邊的約束條件、材料參數(shù)、內(nèi)外半徑比值、纖維方向角等密切相關(guān)。
[Abstract]:The structure manufactured by automatic wire laying machine has the characteristics of in-plane variable stiffness. This kind of stiffness change caused by spatial change makes the governing equation of the structure become partial differential equation with variable coefficients, which brings a great challenge to solving the non-axisymmetric bending problem. It is difficult to solve the exact solution. This paper is based on the classical theory of plate and shell. The governing equations of non-axisymmetric bending of annular plates with orthotropic variable stiffness in cylindrical coordinates are derived. The stiffness is assumed to vary continuously with the exponential function of elastic modulus and the direction angle of curved fibers, respectively. The deflection of composite annular plate with circumferential elastic constraint is calculated by using the weighted residual method. It is proved that the method is effective by comparing the results with the exact solution. The calculation results show that the change of the direction angle of the curve fiber will make the mechanical properties of the curved fiber reinforced composite structure better than that of the linear fiber reinforced composite structure of the same proportion. The results also show that the non-axisymmetric deflection of the composite ring plate with variable stiffness is closely related to its circumscribed constraints, material parameters, ratio of internal and external radius, fiber direction angle, etc.
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11072177,11372225)
【分類號】：V214.8

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本文編號：1631977