复合材料层合结构的热和力学分析

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1、!""#$%%%&%%’(清华大学学报-自然科学版.*%%>年第(>卷第’期+(,+’)#$$&***+,#/012345678329-":2;0<:5.=*%%>=?@AB(>=#@B’C(’&C(D=C’*复合材料层合结构的热和力学分析张晓东=李军=薛明德-清华大学工程力学系=北京$%%%D(.摘要E针对复合材料层合结构的热和力学分析提出了一分析过程常采用二维理论G用于温度场计算的二维种多层相对自由度壳元!整个分析过程可以在同一套有限元理论主要有热叠层理论和热逐层理论5$6G用于结构网格下实现!该单元基于三维有限元提出"易于与三维实体应力分析的二维理论主要

2、包括等效单层理论和逐层单元连接!采用了一种应力后处理方法以准确计算复合材料理论G文5*6概括了各种用于结构应力分析的二维理旋转壳体中的横向应力!两个数值算例说明了程序的可靠论G为了用较小的计算代价获得较为准确的横向应性!分析了受热载荷作用的带开孔和补强的复合材料圆柱力=一阶剪切变形理论结合后处理技术被用于层合壳"结果显示当补强层与面板的热膨胀系数相差过大时"孔板的热应力分析5+6边会存在较大的层间应力"可能会导致分层破坏!G二维理论用于层合结构的温度场和应力分析获关键词E热和力学分析#层合结构#横向应力#后处理得了较好的结果=但由于二维理论假定结构的各个中图分

3、类号E0N++*文献标识码EO铺层是等厚的=因此在模拟某些复杂结构=特别是变文章编号E$%%%&%%’(-*%%>.%’&%C(’&%(厚度或者带有局部补强的结构时仍会遇到困难G李军和薛明德5(6提出了一种相对自由度多层壳单元用PQRSTUVUWXTRYQUWZYUVUWUV[Z]^于复合材料层合结构的屈曲分析=这种单元便于与Y]T_]Z‘RVUTZWU‘RX‘SaY‘aSR三维实体单元连接=可用于复杂结构的建模G本文推bcdefghijkjlm=nopql=grsthlmku广了这种单元=使得可利用同一套有限元网格进行-vR_US‘TRW‘]^wW

4、xZWRRSZWxyRYQUWZY=PZWxQaUzWZ{RSZ‘[=结构温度场和热应力的计算G

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6、3MI<15B05<*&-结点相对自由度壳元+@1M&+(@:<11234I

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8、1<14A7I237M&$C作者简介E张晓东-$FCC&.=男-汉.=山东=博士研究生G用于实际结构的分析时=由于结构厚度远小于面内通讯联系人E薛明德=教授=H&I72AEJ6

9、7GJJ&+C&617%&%&9G9H