层合复合材料的自由角效应——三维有限差分解

针对层合复合材料的自由角附近的层间高应力问题,提出了一个三维有限差分法的方案,计算层合复合材料在变温下的自由角效应问题,同时与以前的解进行了比较.研究表明,所提出的有限差分方案所得的解是稳定的、收敛的,对[90°/0°]s对称铺层碳纤维增强塑料和Ni/Al层合复合材料算例来说,比以前的半解析解更接近于用三维有限元计算的结果.还讨论了层间应力的应力场和层间破坏之间的关系,发现层间剥离应力,即正应力可能是层间破坏的主要因素.

层合复合材料自由角附近的层间应力场——一个半解析解

对层合复合材料自由角附近的层间高应力问题提出了一个计算应力场的半解析解,它适合于[90°/0°]s,对称铺层的层合复合材料变温问题。对文中给出的[90°/0°]s。对称铺层碳纤维增强塑料和Ni/Al层合复合材料的两个算例,解析解所得结果与用三维有限元计算的结果符合得较好。还就应力场和层间破坏之间的关系进行了讨论,发现层间剥离应力,即正应力可能是层间破坏的主要因素。

层合复合材料自由角附近层间应力场的数值分析

对层合复合材料自由角附近的层间高应力问题,提出了一种三维有限差分法方案计算层合复合材料在变温下的自由角附近的应力场。对文中给出的[90°/0°]s对称铺层和Ni/Al层合复合材料及两个算例,有限差分方案的结果以前所提供的半解析解结果更接近三维有限元计算结果。同时对纤维任意铺设的碳纤维增强塑料的算例进行了计算,发现有限差分方案的结果也和三维有限元计算结果符合的很好。这种有限差分方案所得的解是稳定的、收敛的。文中还就所计算的例子的应力场和层间破坏之间的关系进行了讨论,发现层间剥离应力,即正应力可能是层间破坏的主要因素。