复合材料中厚蒙皮多墙翼面结构损伤的有限元分析

复合材料中厚蒙皮多墙翼面结构中蒙皮承受全部弯矩,因而蒙皮的损伤机理和破坏载荷对结构的设计有着极为重要的意义与价值。通过自行编制UMAT子程序将三维逐渐损伤技术嵌入ABAQUS有限元软件程序中,随后基于复合材料中厚蒙皮多墙翼面结构静态弯曲试验,建立了结构局部的三维有限元模型,用子程序模拟了复合材料蒙皮损伤演化过程,并预测了初始破坏强度。模拟预测蒙皮损伤产生的位置和长度与试验观察到的蒙皮破坏部位和长度完全一致,预测的初始破坏强度和试验的误差为4.48%,由此证明了该有限元模型的准确性。从而为复杂的中厚蒙皮多墙翼面结构在实际工程中的应用提出了一种更为有效可靠的研究方法。

多墙翼面结构后屈曲强度试验和数值研究

采用静态试验和有限元分析相结合的方法研究了复合材料中厚蒙皮多墙翼面结构的后屈曲性态、强度和破坏过程。有限元分析取得的载荷-位移曲线和试验结果的一致性说明了有限元模型的正确性。在此模型基础上,采用非线性弧长法追踪外载-位移路径,研究了盒段在压缩和集中力两种不同载荷下的后屈曲行为。给出了屈曲临界载荷和屈曲变形性态,分析了后屈曲强度和破坏过程。