含中心孔复合材料变刚度板孔边应力解析法分析

利用经典层合板理论分析变刚度板孔边应力很困难,为此提出一种基于流场函数设计变刚度铺放轨迹,由获得的铺放轨迹函数进行解析分析的方法。首先,采用带有一个构造参数的流场函数来描述变刚度铺层的曲线轨迹。然后,通过建立目标函数去拟合变刚度铺层内最大主应力方向。确定构造参数后,离散优化流场函数获得变刚度铺放轨迹。利用含孔偏轴拉伸孔边应力求解法及经典层合板理论,确定变刚度板孔边的应力解析解。同种工况下,变刚度板的最大应力比0°板的应力峰值下降了11.90%。最后,对解析法与有限元法进行了对比,解析法与有限元法的最大误差发生在应力集中处,最大误差为5.63%,验证该解析法的有效性。

纤维排列方向对含圆孔的各向异性板应力场影响的仿真分析

针对含圆孔的复合材料板,在外界荷载作用下通常会引起孔周围区域的应力集中的问题。根据复变函数理论建立了计算模型。采用仿射变换的方法得到了准确描述应力场的复变应力函数。按照所建立的数学模型对含有圆形孔的复合材料板进行了应力分析。探讨了不同的纤维排列方向对孔边应力集中系数的影响。仿真分析了两个主方向的杨氏模量的变化对孔边应力的影响。

带有六边形孔的复合材料板之孔边应力计算

针对不同的六边形孔,采用复变函数理论中的保角变换原理,对某些算法进行一定的改进,建立一个准确的解析分析方法,从而得到含复杂孔形复合材料板孔边应力场的解析计算公式。由于弯曲和剪切荷载对含孔复合材料构件危害较大,因此,从工程实际出发,该文以含六边形孔的复合材料板为例,采用所建立的计算模型,对其在剪切荷载、弯矩作用下的孔边应力分布,以及应力峰值进行较为全面的分析、计算。针对相关几何参数的变化,例如长宽比的变化对孔边应力场的影响进行分析。并对剪切荷载和弯矩对具有不同几何尺寸的六边形孔边应力场的影响进行比较。同时对两种荷载对孔边应力场的影响也进行比较。