复合材料夹层板在板锥网壳结构中的受力特性分析

发布时间：2021-02-15 18:02

　　针对复合材料夹层板在板锥网壳结构中的应用进行了受力特性的研究。基于ANSYS软件对结构进行了整体性能分析,考虑复合材料夹层板的局部屈曲影响因素分析了其局部屈曲能力,并与普通板锥网壳结构进行了分析对比。结果表明复合材料夹层板结构具有较大的整体刚度,与普通板锥柱面网壳相比具有相同的静力规律,同时,其具有很好的强度储备。分析复合材料夹层板的局部屈曲影响因素得到了其可用于实际工程设计的重要结论,并且在受力特性各方面,复合材料夹层板比普通板锥网壳结构具有更大的优越性。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(11)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

结构几何参数示意图

对结构进行非线性分析,将竖直方向面荷载等效到各节点转化为节点力,同时激活大位移选项、弧长法,设置加载子步数,通过逐步增加荷载的方式对结构进行分析[11]。查找结构中竖向位移最大的点并提取其荷载-位移曲线,分析结构的极限荷载承载力。通过对结构加载、求解并进行后处理,得到结构竖向位移最大的点(96号节点,最外侧跨中节点)的荷载-位移曲线,见图2。由图可知,在加载的前期阶段,荷载与位移大致呈线性增长的趋势,当曲线接近极值点时呈现出荷载增加较小而位移急剧增大的非线性关系,当曲线达到极值点时,荷载减小而位移逐渐增大,结构发生失稳破坏,同样表现为明显的非线性关系。结构在极值点时的位移为2.386 m,所对应的荷载为265.49 kN/m2,所以可以认为结构所对应的极限荷载承载力为265.49 kN/m2。

由于复合材料夹层板具有很强的可设计性,而对于夹层板的临界屈曲荷载值,面板以及芯材的厚度是夹层板设计过程中可进行设计的因素之一。因此,以下将对厚度不同的面板及芯材进行分析计算,以期得到影响规律,为后续的夹层板设计总结出经验。图3为夹层板的面层或芯层在不同厚度时所对应的临界屈曲荷载值曲线图。从图3可看出夹层板的临界屈曲荷载随金属板面层厚度的增加而线性增大,当金属板厚度相同时,夹层板的临界屈曲荷载同样随芯层厚度的增大而增大。

【参考文献】：
期刊论文
[1]玻璃纤维夹芯材料力学性能与阻尼特性分析[J]. 黄莉,邓华,王宸.  材料科学与工程学报. 2013(04)
[2]板锥网壳结构复合材料层合板的屈曲分析[J]. 王星,王凡,蔡思远.  玻璃钢/复合材料. 2009(04)
[3]复合材料在板锥网壳结构中的应用[J]. 王星,王凡.  浙江工业大学学报. 2003(02)
[4]板锥网壳结构的组合结构有限元分析[J]. 梁健.  城建档案研究. 2000(04)
[5]一种新型空间结构——板锥网壳结构的应用与发展[J]. 董石麟,王星.  空间结构. 1997(02)



本文编号：3035299