基于指数剪切变形理论的层合板湿热分析

基于指数剪切变形理论建立了复合材料层合板的湿热弯曲模型。该模型的位移场函数中包含了一个沿厚度方向坐标变化的指数项,能够考虑横向剪切变形的影响,且不需要引入剪切修正因子。基于虚功原理推导了控制方程和边界条件,以四边简支层合板为例分析了湿热作用下层合板应力和位移的响应。算例结果表明,当热载荷单独作用时,模型能够较为精确地预测位移和应力响应,尤其是与经典层合板理论及一阶剪切变形理论相比优势明显。当湿、热载荷共同作用时,模型所预测出的挠度要大于经典板理论和一阶剪切变形理论,面内应力及横向剪切应力也明显不同。另外,算例中虽未考虑机械载荷作用,但该模型是通用的,可适用于机械、热和湿载荷共同作用下的情况。