织复合材料圆柱壳的扭转后屈曲分析

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1、万方数据第29卷第2期2008年6月力学季刊CHINESEQUARTERLYOFMECHANICSVol。29No．2June2008三维编织复合材料圆柱壳的扭转后屈曲分析李志敏1’2，胡海3(1．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200030；2．上海交通大学空天科学技术研究院，上海200240；3．浙江纺织服装职业技术学院机电与信息工程分院，宁波315211)摘要：随着三维编织复合材料应用的日益广泛，且由于三维编织复合材料的优异性能是与细观结构密切相关的，深入研究其细观结构显得尤为重要。本文通过研究三维圆型编织中所形成的空间纱线交织结构的特征，给出改进的三胞结构单胞模型，

2、通过单胞的组装和变换，得到编织预制件的整体力学性能模型。基于Reddy高阶剪切变形理论导得广义Kjrmjn型大挠度方程，计及边界层效应，采用奇异摄动法，考虑非线性前屈曲、大挠度和初始几何缺陷的影响，给出三维四向编织复合材料圆柱壳在扭转载荷作用下的严格满足边界条件的大挠度渐近解，讨论了纤维体积含量、编织角和几何参数等因素对圆柱壳屈曲和后屈曲行为的影响。关键词：编织复合材料；扭转；后屈曲分析；奇异摄动中图分类号：TU311．2文献标识码：A文章编号：0254—0053(2008)02-319—10PostbucklingAnalysisofThreeDimensionalBraided

3、CompositeCVI．ndricalShellsunderTorsionLIZhi．minl，-。日UHal3(1．OceanandCivilEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai20030·China；2．InstituteofAerospaceScience＆Technology，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；3．MechanicalandElectricalandInformationEngineeringInstitute，ZhejinagTexti

4、le＆FashionCollege，Ningbo315211，China)Abstract：Inthethreedimensionalbraidingprocedure，thebraidingyarnistendedtomovealongthedi—rectionofitscarriermovement．A3一cellanalyticalmodelwasusedtoestimatethemechanicalpropertiesandelasticconstantsandtoanalyzeeffectsofthethreedimensionalbraidingparameterson

5、theproperties．Postbucklinganalysiswaspresentedforathreedimensionalbraidedcompositecylindricalshelloffinitelengthundertorsion．ThegoverningequationswerebasedonReddy’ShigherordersheardeformationshelltheorywithvonKfirmfin．Donnelltypeofkinematicnonlinearity．Theinfluenceplayedbythegeo-metricalparame

6、tersofcylindricalshellandthephysicalparametersofmaterialsonthepostbucklingbe—haviorofthreedimensionalbraidedcompositeshellwasinvestigated．ItisnoticedthatthepostbucklingofshellsiShighlydependentonstructuralcharacteristics，anditiSconcludedthatthefibervolumefraction，andtheshellgeometricparameterh

7、aveasignificanteffectonthebucklingloadandpostbucklingbehaviorofbraidedcompositecylindricalshells．Keywords：braidedcomposite；torsion；postbucklinganalysis；singularperturbationtechnique三维编织复合材料是一种新的网状结构复合材料，它以整体编织预成型件作为增强材料，不需缝合和机械加工，既具有明显的