Probabilistic Optimum Design of Symmetric Laminates under First-Ply Failure

This paper proposes a procedure for the optimum design of composite laminates with initial imperfection under probabilistic considerations. The initial imperfection, strength parameters and ply-level thickness are considered as random variables. Ply-level failure probability is evaluated by the first order reliability method and system reliability is computed based on the first-ply failure criterion. The optimum design is formulated to consider the laminate thickness as the objective function and reliability requirement as the constraint. A numerical example is presented to demonstrate the methodology proposed.

复合材料层合板的强度鲁棒性特征

针对复合材料强度行为的复杂性和准确预测的困难 ,首次提出复合材料强度鲁棒性的概念 ,即研究复合材料强度相对各种影响因素的变动所具有的稳定性特征 ,为复合材料的合理设计与利用提供新的分析思路和手段 .通过对CFRP层合板进行试验和数值分析对比研究 ,讨论了加载方向对初始层失效应力 (初始强度 )的影响 .在确认有限元计算的有效性之后 ,进一步讨论了加载方向以及单层板弹性常数的小范围变动对强度的影响 .结果表明 ,为了获得较稳定的强度特征 ,当弹性模量E1较小时 ,应尽量控制E1本身的变动 .而在E1较大的情况下 。

纤维增强复合材料层合板的模糊可靠度分析

纤维增强复合材料(FRP)的强度行为受组分材料、层合结构、载荷等多种因素的影响,且含有许多不确定因素,因此对FRP的可靠性分析十分重要,近年已有许多相关成果发表,但同时考虑随机性和模糊性的研究尚不多见。本文建立了复合材料模糊可靠度分析模型以及数值计算方法模型,通过算例分析了复合材料层合板受面内拉伸载荷作用时的模糊可靠度。将载荷作为随机变量,强度作为模糊变量,并采用蒙特卡罗数值模拟方法,对层合板结构的可靠度进行了计算。分析中采用最大应力准则计算了单元层的破坏概率,然后利用首层失效准则计算了层合板的可靠度。通过对算例的分析和与其他结果的对比,讨论了本文方法的有效性,以及参数敏感性。

不同铺层角含孔复合材料板的损伤研究

针对0o、45o、90o铺层角复合材料层合板的含孔结构损伤问题,提出了一种基于层合板各铺层孔边应力解析解的首次损伤载荷系数分析计算模型。根据非均匀各向异性层合板的弹性特性,采用复变函数曲线映射方法获取了层合板孔边界积分方程,计算获得了0o、45o、90o角度铺层层合板各铺层的孔边纤维主方向和垂直于纤维主方向的应力分量;采用Tsai-Hill强度理论,对层合板各铺层进行孔边首次损伤载荷系数计算。分析结果表明:试件左右两端面在受到均布拉伸载荷p的作用下,各铺层中具有90o铺层角的铺层首次损伤载荷系数最小,具有0o铺层角的铺层首次损伤载荷系数最大,说明具有90o铺层角的铺层最先出现损伤,对应铺层首次损伤出现在孔边90o方向区域。将计算值与现有文献结果进行比较,误差小于10%,二者具有较好的一致性。

38×15.5R15 AT405无内胎半钢子午线轮胎的设计开发

介绍38×15.5R15AT405无内胎半钢子午线轮胎的结构设计及生产工艺。采用5°裁断角度胎体帘布有效解决了0°裁断角度胎体帘布导致的轮胎充气后胎体帘布接头处凹痕问题,对成型工艺进行控制后轮胎的均匀性一次谐波径向力波动值合格率从55%提高到90%;成品轮胎的外缘尺寸、强度、耐久性能和高速性能均符合设计要求。

复合材料夹层板架结构在组合载荷作用下的极限强度研究

随着复合材料船舶建造尺寸越来越大,结构极限强度评估具有重要意义。本文基于后屈曲理论,通过渐进失效分析方法对复合材料夹层板架结构在组合载荷作用下的极限强度展开研究。首先通过与相关复合材料层合板试验及数值仿真结果进行对比,验证了本文渐进失效分析方法的准确性。然后,以复合材料夹层板架结构作为船舶上层建筑并考虑其受力特性,对具有初始缺陷且在轴向和侧向压力同时作用下的复杂受力状态的夹层板架结构进行计算,得到夹层板架结构的首层失效强度以及最终承载能力,并对失效位置做出预报。