1989年 第6卷 第2期
1989, 6(2): 1-8,14.
摘要:
本文对含有边缘界面裂纹的不同正交各向异性平板在反平面载荷作用下的位移场与应力场进行了分析,得到了满足所有基本方程以及裂纹面边界条件与交界面连续条件的位移场与应力场展开式,本文进一步应用变分原理决定应力场展开式中奇异项系数—应力强度因子,计算结果表明,应力强度因子的收敛性是令人非常满意的.
本文对含有边缘界面裂纹的不同正交各向异性平板在反平面载荷作用下的位移场与应力场进行了分析,得到了满足所有基本方程以及裂纹面边界条件与交界面连续条件的位移场与应力场展开式,本文进一步应用变分原理决定应力场展开式中奇异项系数—应力强度因子,计算结果表明,应力强度因子的收敛性是令人非常满意的.
1989, 6(2): 9-Ⅱ.
摘要:
为了在平面十字形试件上实现拉拉、拉压、压压和拉剪的两向应力状态试验,设计并制造了双向加力装置和大剪切变形的测量仪,在试验基础上建立了三向碳碳材料的应力应变关系和强度准则.用纤维所受应力的正负号来决定两个方向里正应力异号时的模量(E拉≠E压)应该用哪一个.假定应变势存在,以保证弹性系数矩阵的对称性.非线性来自剪切变形.强度准则用二次型函数拟合实验数据,理论预报与实验吻合.
为了在平面十字形试件上实现拉拉、拉压、压压和拉剪的两向应力状态试验,设计并制造了双向加力装置和大剪切变形的测量仪,在试验基础上建立了三向碳碳材料的应力应变关系和强度准则.用纤维所受应力的正负号来决定两个方向里正应力异号时的模量(E拉≠E压)应该用哪一个.假定应变势存在,以保证弹性系数矩阵的对称性.非线性来自剪切变形.强度准则用二次型函数拟合实验数据,理论预报与实验吻合.
1989, 6(2): 15-Ⅲ.
摘要:
本文提出由多个正交各向异性层粘合而成的扁平双曲壳体的一种分析方法.文中以层间位移分量作为基本未知函数,并将层间应力平衡条件在建立基本平衡方程式之前,先行引进.此外:在计算各单层横向剪切变形影响时,采用单层中面法线变形后维持直线,但放弃层中面法线及其正交线之间变形后保持直角的假定.算题实践说明应用本文方法,计算方便,精度高.
本文提出由多个正交各向异性层粘合而成的扁平双曲壳体的一种分析方法.文中以层间位移分量作为基本未知函数,并将层间应力平衡条件在建立基本平衡方程式之前,先行引进.此外:在计算各单层横向剪切变形影响时,采用单层中面法线变形后维持直线,但放弃层中面法线及其正交线之间变形后保持直角的假定.算题实践说明应用本文方法,计算方便,精度高.
1989, 6(2): 24-Ⅲ.
摘要:
笔者以具有代表性的各向异性复合材料反对称角铺设层合板为例,对其在简谐激振力作用下的非线性弯曲强迫振动问题做了包括算例在内的全解析过程分析.得到各向异性反对称角铺设层合板在各种级别荷载作用下的幅-频关系,以及层合板结构铺设层数的变化对非线性弯曲强迫振动幅-频关系的影响,所求得的解析形式的结果保证了结果的可靠性以及由此所推得的结论的代表性.本文工作无疑是复合材料层合板非线性动力问题的一个有意义的尝试,它们对于以后探讨各向异性层合板其它方面的非线性动力问题具有一定的意义.
笔者以具有代表性的各向异性复合材料反对称角铺设层合板为例,对其在简谐激振力作用下的非线性弯曲强迫振动问题做了包括算例在内的全解析过程分析.得到各向异性反对称角铺设层合板在各种级别荷载作用下的幅-频关系,以及层合板结构铺设层数的变化对非线性弯曲强迫振动幅-频关系的影响,所求得的解析形式的结果保证了结果的可靠性以及由此所推得的结论的代表性.本文工作无疑是复合材料层合板非线性动力问题的一个有意义的尝试,它们对于以后探讨各向异性层合板其它方面的非线性动力问题具有一定的意义.
1989, 6(2): 31-Ⅳ.
摘要:
本文引用位移函数,将文献[1]中园柱层壳的经典理论微分方程组转化成一个微分方程式,在此基础上、将W.Nowacki方法[3]推广到复合材料园柱层壳,得到了稀加筋园柱层壳临界载荷的解析解答 给出了算例、若略去筋条时,其数值计算能退化成与文献[1]中相应的数值结果完全一致.
本文引用位移函数,将文献[1]中园柱层壳的经典理论微分方程组转化成一个微分方程式,在此基础上、将W.Nowacki方法[3]推广到复合材料园柱层壳,得到了稀加筋园柱层壳临界载荷的解析解答 给出了算例、若略去筋条时,其数值计算能退化成与文献[1]中相应的数值结果完全一致.
1989, 6(2): 39-Ⅴ.
摘要:
本文以板最大变形为摄动参数,用摄动法分析了中面双向均压和周边受剪的四边简支的正交各向异性矩形板的后屈曲问题.先将用力函数和挠曲函数表示的von KOrman大变形耦合形式的非线性偏微分方程组简化为一组去偶形式的线性偏微分方程组:再将力函数和挠曲函数表示为双傅氏级数,把线性偏微分方程组化为线性代数方程组,从而获得问题的渐过解.文中对玻璃纤维增强环氧的复合材料矩形板给出了数值结果和图表,讨论了边长比、载荷参数等因素对后屈曲行为的影响.数值结果表明本文级数解有很好的收敛性,并与参考文献进行了比较,很吻合.
本文以板最大变形为摄动参数,用摄动法分析了中面双向均压和周边受剪的四边简支的正交各向异性矩形板的后屈曲问题.先将用力函数和挠曲函数表示的von KOrman大变形耦合形式的非线性偏微分方程组简化为一组去偶形式的线性偏微分方程组:再将力函数和挠曲函数表示为双傅氏级数,把线性偏微分方程组化为线性代数方程组,从而获得问题的渐过解.文中对玻璃纤维增强环氧的复合材料矩形板给出了数值结果和图表,讨论了边长比、载荷参数等因素对后屈曲行为的影响.数值结果表明本文级数解有很好的收敛性,并与参考文献进行了比较,很吻合.
1989, 6(2): 48-Ⅵ.
摘要:
首先用实验直接测定或从文献中引用单向纤维增强层板的强度的Weibull分布参数α和β.用经典层板理论分析层板中的面内应力;邻层的裂纹引起的应力集中用剪滞法计算;层间应力用简化的平衡方程来确定,层板中单层的当地强度由于邻层的约束作用而提高,假定单层的承载能力直到其裂纹密度饱和时才耗尽;用增强软X光照相技术来监测裂纹密度的发展并测定相应的约束系数,建立最普遍的统计强度准则,结合作用应力的计算和统计强度预报,确定不同层板中各单层的破坏顺序和最终损伤状态.根据最终损伤状态来确定层板的统计强度,并用试验验证.
首先用实验直接测定或从文献中引用单向纤维增强层板的强度的Weibull分布参数α和β.用经典层板理论分析层板中的面内应力;邻层的裂纹引起的应力集中用剪滞法计算;层间应力用简化的平衡方程来确定,层板中单层的当地强度由于邻层的约束作用而提高,假定单层的承载能力直到其裂纹密度饱和时才耗尽;用增强软X光照相技术来监测裂纹密度的发展并测定相应的约束系数,建立最普遍的统计强度准则,结合作用应力的计算和统计强度预报,确定不同层板中各单层的破坏顺序和最终损伤状态.根据最终损伤状态来确定层板的统计强度,并用试验验证.
1989, 6(2): 55-Ⅵ.
摘要:
本文在文[1]建立的层合梁理论的基础上,得到了弹性地基上层合梁的动力控制方程,并将此控制方程简化,获得了不考虑剪切变形时的弹性地基上层合梁经典理论的动力控制方程.利用这二种不同的控制方程,文中获得了层合梁自由振动问题的相应的精确解.由这二种不同的结果,讨论了剪切变形对层合梁固有频率的影响.
本文在文[1]建立的层合梁理论的基础上,得到了弹性地基上层合梁的动力控制方程,并将此控制方程简化,获得了不考虑剪切变形时的弹性地基上层合梁经典理论的动力控制方程.利用这二种不同的控制方程,文中获得了层合梁自由振动问题的相应的精确解.由这二种不同的结果,讨论了剪切变形对层合梁固有频率的影响.
1989, 6(2): 61-Ⅶ.
摘要:
本工作研究了通用型沥青基碳纤维、玻璃纤维及它们的混杂纤维增强尼龙1010复合材料的结构与性能,并与相应的聚丙烯腈基碳纤维及其混杂纤维复合材料的性能作了系统的比较.实验结果表明,随短纤维含量的增加,复合材料的模量和强度线性增加,当纤维含量达到一定临界值时,其强度有所下降.聚丙烯腈基碳纤维增强尼龙1010复合材料比相应的沥青基碳纤维复合材料具有较好的力学性能,但后者通过与高强度玻璃纤维混杂增强,可提高其力学性能.本工作还研究了这些复合材料的断裂特征和它们的混杂效应.
本工作研究了通用型沥青基碳纤维、玻璃纤维及它们的混杂纤维增强尼龙1010复合材料的结构与性能,并与相应的聚丙烯腈基碳纤维及其混杂纤维复合材料的性能作了系统的比较.实验结果表明,随短纤维含量的增加,复合材料的模量和强度线性增加,当纤维含量达到一定临界值时,其强度有所下降.聚丙烯腈基碳纤维增强尼龙1010复合材料比相应的沥青基碳纤维复合材料具有较好的力学性能,但后者通过与高强度玻璃纤维混杂增强,可提高其力学性能.本工作还研究了这些复合材料的断裂特征和它们的混杂效应.
1989, 6(2): 68-Ⅶ.
摘要:
本文用显微激光分析仪对纤维复合材料进行透射式光弹研究,发现包括光弹性复合材料在内的纤维复合材料,有不同于已知的均质材料滞后器和偏振器的双折射行为,用仅含一个滞后器的现有光弹理论不能解释,如当模型在平面偏光仪亮场中旋转360°时,透射光强随方位角变化的曲线不是具有四个等高峰的正弦曲线,而是出现两个高峰和两个次高峰,且光强最小值点均不在45°方位.提出具有两个独立滞后器(δ1,δ2)的矩阵,由此矩阵所导出的各光弹公式均与实验曲线吻合,可望为复为复合材料内部应力的测定提供新途径.指出包括透明光弹性复合材料在内的纤维复合材料的光弹性研究不宜沿用传统光弹用于均质材料的双折射测量方法.
本文用显微激光分析仪对纤维复合材料进行透射式光弹研究,发现包括光弹性复合材料在内的纤维复合材料,有不同于已知的均质材料滞后器和偏振器的双折射行为,用仅含一个滞后器的现有光弹理论不能解释,如当模型在平面偏光仪亮场中旋转360°时,透射光强随方位角变化的曲线不是具有四个等高峰的正弦曲线,而是出现两个高峰和两个次高峰,且光强最小值点均不在45°方位.提出具有两个独立滞后器(δ1,δ2)的矩阵,由此矩阵所导出的各光弹公式均与实验曲线吻合,可望为复为复合材料内部应力的测定提供新途径.指出包括透明光弹性复合材料在内的纤维复合材料的光弹性研究不宜沿用传统光弹用于均质材料的双折射测量方法.
1989, 6(2): 74-Ⅷ.
摘要:
本文利用序列二次规划准解析法,解决了含几何角度变量和厚度变量的复合材料层板的结构优化问题.设计约束包括结构的位移约束,应力约束和固有频率约束.基于虚功原理,对有限元分析中刚度矩阵和几何角度变量成非线性关系的情况,给出了统一的应力,位移约束的灵敏度计算公式,对固有频率的导数计算也作了推导.计算结果表明,序列二次规划准解析法对于解决含静,动力约束的复合材料层板的优化设计问题,具有较高的计算效率;并且,在复合材料层板的优化设计中增加何几角度寻优(即层板直三维空间的最佳几何位置)能获得更为新意的减重效果.
本文利用序列二次规划准解析法,解决了含几何角度变量和厚度变量的复合材料层板的结构优化问题.设计约束包括结构的位移约束,应力约束和固有频率约束.基于虚功原理,对有限元分析中刚度矩阵和几何角度变量成非线性关系的情况,给出了统一的应力,位移约束的灵敏度计算公式,对固有频率的导数计算也作了推导.计算结果表明,序列二次规划准解析法对于解决含静,动力约束的复合材料层板的优化设计问题,具有较高的计算效率;并且,在复合材料层板的优化设计中增加何几角度寻优(即层板直三维空间的最佳几何位置)能获得更为新意的减重效果.
1989, 6(2): 84-89.
摘要:
本文对复合材料航空翼面结构进行了满足位移及工艺尺寸要求的最小重量设计,用多项式模拟复合材料蒙皮各个铺层的厚度采用有限元法做结构分析,用可行方向法求解优化问题.设计变量取为多项式的系数及其他有限单元的厚度或截面积,通过变量成组减小问题的规模.文中对一个复合材料盒段,一个复合材料机翼进行了优化设计,得到了较好的结果.
本文对复合材料航空翼面结构进行了满足位移及工艺尺寸要求的最小重量设计,用多项式模拟复合材料蒙皮各个铺层的厚度采用有限元法做结构分析,用可行方向法求解优化问题.设计变量取为多项式的系数及其他有限单元的厚度或截面积,通过变量成组减小问题的规模.文中对一个复合材料盒段,一个复合材料机翼进行了优化设计,得到了较好的结果.
