橢圓開孔層合板剪切屈曲仿真預報

余建新 趙鵬 萬志敏

復合材料層合板是新型薄殼結構，在飛機、艦船、汽車等現代生活中應用廣泛，復合材料開孔設計一方面是南于工藝設計，施工檢修，管道線路安裝等實際工程需要，另一方面是減重的需要，由于結構開孔，降低了結構的剛度和強度，最終導致結構失效，工程上承載結構受到的載荷為拉伸、壓縮、剪切等多種載荷共同影響，國內外學者針對層合板開孔各種載荷下屈曲和后屈曲問題進行了相關研究，Kim等對中心圓形開孔復合材料層合板受到壓縮、剪切和溫度混合載荷等不同參數對結構屈曲和后屈響應影響進行有限元仿真分析，Kundu等對復合材料薄殼結構的屈曲及后屈曲特性進行理論研究，Jain利用有限元軟件對中心橢圓開孔受單軸壓載荷進行仿真，Ghannadpour對圓形／橢圓形開孔復合材料層合板承受軸壓載荷屈曲特性進行仿真分析，Shao等對矩形開孔在軸壓載荷下的動態響應進行仿真，Komur對編織材料層合板在軸壓載荷下屈曲進行仿真，Kumar和Singh用有限元軟件ANSYS進行復合材料層合板屈曲分析和失效分析，可以看出商業有限元軟件是結構特性的主要手段之一，借助有限元軟件進行數值仿真研究，可系統分析結構參數對結果的影響，現有文獻中多為研究圓形，方形，菱形及長圓形開孔形式下承載能力變化情況，而對橢網形開孔研究較少，文獻多數對拉伸、壓縮載荷下屈曲和后屈曲特性進行分析，而對剪切載荷下結構的承載能力沒有引起足夠重視，特別是國內有關層合板剪切載荷下發生屈曲失效文獻不足，近年來，隨著復合材料在大飛機結構件的大量應用，其結構件失效主要受剪切載荷影響，所以研究不同尺寸橢圓開孔復合材料層合板剪切承載能力有十分重要的意義。