介紹了一種纖維曲線鋪放的變剛度復合材料層合板有限元建模方法。按照曲線鋪放規(guī)律定義每一個單元的實常數(shù)，并對這種纖維曲線鋪放層合板進行建模。在此基礎上討論了在彎曲和壓縮失效兩種不同邊界條件下，采用Tsai - Wu失效準則，對其進行失效分析，驗證其面內(nèi)受力情況，計算最大的孔面- WLL強度比倒數(shù)1/R。當1/R =1時，所施加的載荷為失效的臨界載荷。對比兩組纖維直線和纖維曲線的鋪層算例，彎曲失效條件下臨界失效載荷提高16%和21%，壓縮失效條件下臨界失效載荷提高51%和19%。纖維曲線鋪放層合板有效提高了失效性能。
變剛度復合材料層合板早己在國外引起重視，目前已有許多這方面的研究。傳統(tǒng)的制備復合材料層合板的方法是采用纖維直線鋪放形成的，復合材料每一層的纖維角度是一定的。隨后，提出了一種非傳統(tǒng)的制備復合材料層合板的方法，纖維曲線鋪放，每一層的纖維角度是連續(xù)變化的，在力學性能方面，強度和剛度是沿著纖維方向的，因此用這種方法制備的復合材料層合板被定義為變剛度層合板(VSP)。Gurdal和Olmed0 運用迭代的數(shù)值計算方法，得出其軸向剛度提高50%。Ijsselmuide等人開發(fā)了一個優(yōu)化的框架，其中包括熱載荷的影響，并且優(yōu)化設計了變剛度層合板熱力學方面的最大屈曲荷載因子。Waldhart介紹了平移法比平行法在提高復合材料層合板屈曲載荷方面表現(xiàn)更為優(yōu)異，且平移法便于制備。Lopes等人證實了層合板在壓縮屈曲和首層失效荷載方面，曲線纖維比直線纖維鋪放的層合板更加有優(yōu)勢。最近，變剛度的概念已經(jīng)應用到了圓柱和圓錐等結(jié)構(gòu)上，Blom等人同優(yōu)化了圓柱殼體在純彎曲作用下的最大承載力，并且也開始對圓錐殼體進行研究。
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纖維曲線鋪放的變剛度復合材料層合板的失效分析.pdf
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