基于高阶位移模式的层合板自由振动问题研究

本文利用高阶位移模式,确定了复合材料层合板的正应变和切应变。根据本构关系得到了相应的应力,给出了复合材料层合板的应变能和动能表达式。基于Hamilton原理分别对位移分量求变分,推导出了5个振动控制方程,求出了简支角铺矩形层合板的各阶固有频率。以[0°/90°/90°/0°]正交对称铺设简支板为算例,分别讨论了跨厚比、主轴弹性模量比及长宽比对无量纲固有频率的影响。数值结果表明:当跨厚比小于20时,无量纲固有频率变化较大;无量纲固有频率与主弹性模量比之间几乎成线性变化关系。

复合材料扁壳的层间应力分析

给出了复合材料层合板壳弯曲变形的高阶位移模式 ,利用连续条件 ,导出了层间应力修正公式 ,并推导了相应的有限元方程。算例计算了多种铺设方式和多种材料组合的剪应力分布 ,分析了壳体曲率对层间应力的影响。结果表明 ,纤维铺设方向和不同材料组合对层间应力沿厚度的分布有较大影响 ,曲率的变化对层间应力的大小有一定影响 。