含開口復(fù)合材料柱面殼壓縮性能

閻崇年 范 舟 程小全 酈正能

(北京航空航天大學(xué) 航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191)

含開口復(fù)合材料柱面殼壓縮性能

閻崇年 范 舟 程小全 酈正能

(北京航空航天大學(xué) 航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191)

實(shí)驗(yàn)研究了含開口補(bǔ)強(qiáng)三分之一弧長復(fù)合材料柱面殼結(jié)構(gòu)的壓縮行為.測試的開口補(bǔ)強(qiáng)件在開口處最終發(fā)生屈曲破壞，其最終屈曲載荷為65.922 kN.利用ABAQUS有限元軟件建立相應(yīng)有限元模型研究其屈曲行為，將屈曲破壞形式及載荷的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，證明所建立的模型正確有效.研究結(jié)果表明:在不補(bǔ)強(qiáng)情況下，隨著開口面積增加，壓縮屈曲載荷并非完全遞減，而是在某一個開口面積范圍內(nèi)具有極大和極小值;在補(bǔ)強(qiáng)情況下，如果開口面積一定，屈曲載荷與開口高度成正比，與開口寬度成反比.因此，在設(shè)計(jì)和工藝允許的情況下，應(yīng)盡量增加開口高度.

柱面殼;開口;壓縮;屈曲分析

在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成完整件，但是由于飛行器的維護(hù)、修理方面的要求，不可避免地需要在表面設(shè)計(jì)開口.

國內(nèi)外對復(fù)合材料柱殼結(jié)構(gòu)的研究比較多，文獻(xiàn)［1－2］利用有限元素法分別對平面布與單向帶鋪層制成以及三維編織復(fù)合材料柱殼進(jìn)行了壓縮性能分析，得到了提高柱殼結(jié)構(gòu)壓縮性能的最佳鋪層方式.文獻(xiàn) ［3］還就復(fù)合材料柱殼鋪層順序?qū)ηd荷的影響進(jìn)行了優(yōu)化，提出了比傳統(tǒng)遺傳算法更優(yōu)的優(yōu)化算法.文獻(xiàn) ［4］進(jìn)行了含孔圓……