考虑剪力滞效应的层合箱梁矩阵分析方法

给出了考虑剪力滞后及剪切变形效应条件下,复合材料薄壁层合箱梁静力行为控制微分方程组的初参数解。以此为基础,推导出了层合箱梁单元的刚度矩阵和等效结点荷载列阵,从而使薄壁层合箱梁的剪力滞、剪切变形效应分析方便地纳入了工程中广泛应用的矩阵位移法程序系统,为复合材料连续层合箱梁等复杂结构的强度及刚度分析提供了有效的计算手段。

层合箱梁弯曲问题的余能驻值原理解法

本文通过变分法用余能驻值原理对复合材料层合箱的弯曲应力，挠度及剪滞效应进行了分析，给出了相应的计算公式，并将其与文献[1][2]中由最小势能原理所得的结果进行了对比分析。算例表明，三种计算结果基本一致，且与模型试验结果符合较好。

基于复合材料层合箱梁改进解析模型计算等效刚度

提出了基于复合材料层合箱梁改进解析模型的等效刚度计算方法。在考虑三维应变效应的同时用复合材料单层的二维折算模量分量来表示三维折算模量分量,简化了复合材料层合箱梁等效刚度系数的计算,得到了由梁横截面几何尺寸和层合板刚度系数表达的等效抗弯刚度和等效抗扭刚度的解析式。该解析式适用于环向刚度一致的复合材料层合箱梁,并充分考虑了弯曲-剪切耦合和扭转-拉伸耦合效应对等效刚度的影响。通过三点弯试验和扭转试验,验证了解析式的正确性;通过与分层等效叠加法、有限元法进行对比,分析了解析式的计算精度。结合经典层合板理论,研究了铺层方式对等效刚度产生的影响及原因,预测了不同铺层复合材料层合箱梁等效刚度的变化规律。

考虑剪滞剪切效应的复合材料薄壁箱梁分析的哈密顿对偶体系

在哈密顿(Hamilton)力学与复合材料层合板理论的基础上,针对复合材料薄壁箱梁剪滞剪切效应问题,提出了一种可考虑各种耦合效应的全新理论分析方法。在Hamilton体系下,通过勒让德(Legendre)变换引入对偶变量,将问题的高阶微分控制方程转化为Hamilton对偶方程。采用两端边值问题的精细积分法对复合材料薄壁箱梁进行计算,将用所提方法计算的算例结果与试验结果、有限元软件ANSYS的分析结果进行对比,结果表明所提方法是正确、可靠的。