增强型整体-局部高阶理论四边形单元层合板自由边分析

基于增强型整体-局部高阶理论,构造了四节点四边形单元并分析复合材料自由边拉伸问题。本理论预先满足层合板面内位移和层间应力连续条件及层合板上下自由表面条件,未知变量个数不依赖于层合板的层数。精化四节点四边形单元满足单元间C1弱连续性条件。数值结果表明,基于增强型整体-局部高阶理论构造的四边形单元能够精确分析自由边拉伸问题。层间横向剪切应力能够直接从本构方程中计算得出,而横向法应力则需在一个单元内使用局部三维平衡方程。

复合材料夹芯结构褶皱增强理论和有限元方法

复合材料软核夹芯结构承受面内载荷,面板可能出现褶皱。一旦面板出现褶皱,夹芯结构将失去承载能力。因此,需要发展准确的理论模型预测软核夹芯结构褶皱行为。夹芯结构褶皱是典型三维(3D)问题,鲜有高阶模型能准确预测此类问题。为此,提出考虑局部形变和三维效应的增强型高阶模型。基于此理论,推导了梁单元公式,并分析了不同边界条件复合材料夹芯结构的起皱行为。通过与准三维弹性解和三维有限元解对比,提出方法的准确性得到验证。为了提高夹芯结构抗起皱能力,尝试使用复合材料面板代替金属面板。数值分析结果表明,发展的增强型高阶模型可以准确分析复合材料夹芯结构褶皱行为,并且使用复合材料面板可有效提升夹芯结构抗起皱能力。