基于假设应力拟协调方法的复合材料层合板力学分析

发布时间：2023-05-04 01:22

　　复合材料具有比强度高,比模量高,质量小,耐腐蚀,易于成型等诸多优越的性能,其在工业工程领域得到了非常广泛的应用,近年来随着复合材料的迅猛发展及其原材料价格的降低,其在汽车上的应用也越来越广泛,这使得对复合材料层合板精确数值分析的需求不断增长,为了准确预测层合板结构的力学行为,研究者们提出了很多简单高效的复合材料层合板理论,而一阶剪切变形理论因其列式简单,计算成本低,易于实现,可兼顾准确性,经济性和简单性,成为层合板力学行为分析的最佳解决方案。拟协调有限元法是一个非常灵活有效的理论框架,其基本思想是对单元中的应变-位移方程和平衡方程一起进行积分弱化。拟协调有限元技术因其简单、高效等优点被广泛应用于板壳分析中。本文在假设应力拟协调技术的框架下,对复合材料层合板进行力学分析,主要工作包括:首先本文在假设应力拟协调方法的框架下,基于一阶剪切变形理论提出了一个新的用于分析复合材料层合板的单元公式,并构造了一个四节点四边形拟协调单元。该方法选取了满足平衡方程的多项式函数作为单元的初始应力近似,并将应力函数矩阵作为加权函数来弱化几何方程。在膜部分和弯曲部分分别选取线性函数和Timoshenko层合板...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 复合材料在汽车上的应用背景
        1.1.2 研究的目的及意义
    1.2 复合材料层合板理论的研究现状
    1.3 拟协调层合板研究现状
    1.4 本文的研究内容
2 拟协调方法综述
    2.1 引言
    2.2 拟协调单元的列式步骤
    2.3 假设应变、假设位移、假设应力
    2.4 假设应力拟协调方法
    2.5 本章小结
3 层合板基本方程与假设应力QC求解框架
    3.1 引言
    3.2 复合材料层合板的一阶剪切变形理论
    3.3 Timoshenko层合梁函数
    3.4 新型复合材料层合板单元
        3.4.1 初始假设应力场
        3.4.2 单元应变场的计算
    3.5 本章小结
4 数值算例
    4.1 引言
    4.2 静力学分析
        4.2.1 均布载荷下的层合方板
        4.2.2 双正弦载荷下的层合方板
        4.2.3 均布载荷下的层合斜板
        4.2.4 均布载荷下的层合圆板
        4.2.5 均布载荷下的层合三角形板
    4.3 自由振动分析
        4.3.1 层合方板
        4.3.2 层合斜板
        4.3.3 层合圆板
        4.3.4 层合三角形板
        4.3.5 含复杂孔的层合方板
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3807663