基于數(shù)值方法的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與研究.pdf

1、層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)由于其獨(dú)特的性能優(yōu)勢，在能源以及其它行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。
　　 準(zhǔn)確預(yù)測和評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)在受到機(jī)械載荷和熱載荷下的變形和應(yīng)力特性關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，有利于對(duì)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
　　 層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特殊性，在強(qiáng)度分析中有希望將其復(fù)雜的三維問題有效地簡化為二維問題來處理。盡管針對(duì)復(fù)合材料層合板的板殼理論已經(jīng)將復(fù)合材料層合板這樣的三維結(jié)構(gòu)問題有效的簡化為二維或者準(zhǔn)二維的問題來處理，但由于這

2、樣的理論采取的諸多假設(shè)并不適用于所有層狀結(jié)構(gòu)，例如，類似于國際熱核聚變試驗(yàn)反應(yīng)堆（ITER）屏蔽包層第一壁這樣的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)特性上和層合板存在較大差異，目前只能采用試驗(yàn)方法或者全三維的數(shù)值模擬來研究其在高熱流載荷下的變形和應(yīng)力特性。本文正是以非線性高階中心理論為基礎(chǔ)，希望通過新的有限元模型的建立來解決這一問題。
　　 針對(duì)蜂窩夾芯層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的非線性高階中心理論，對(duì)蜂窩夾芯層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)不同層的變形采用不同的高階位

3、移模式，考慮了中心夾層的可壓縮性和變形的非線性，已經(jīng)初步驗(yàn)證對(duì)于不同縱橫比的蜂窩夾芯平板都有很好的適用性。
　　 在本文中，首先針對(duì)蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)，應(yīng)用有限元分析方法對(duì)不同縱橫比的蜂窩夾芯層狀復(fù)合平板，在不同的載荷條件下進(jìn)行三維彈性分析，驗(yàn)證了其在受力變形時(shí)的性能優(yōu)勢，得到了在靜載和動(dòng)載下的變形特性。然后基于非線性高階中心理論，以蜂窩夾芯層狀平板為研究對(duì)象，建立了一種新的有限元模型，有效地將蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的三維問題簡化為二維問題