L型层合梁分层破坏的高阶理论分析

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1、第32卷第1期2015年2月沈阳航空航天大学学报JoumalofShenyangAerospaceUniVersi够Vbl．32No．1Feb．20l5文章编号：2095—1248(2015)0l一00叭一05L型层合梁分层破坏的高阶理论分析陈万吉1，王妍1，聂雷2，黄文超2(1．沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析及数值仿真重点实验室，沈阳110136；2．中航工业沈飞民用飞机有限公司工程研发中心，沈阳110000)摘要：目前国内外有限元软件均采用一阶剪切变形层合板理论，对板壳等结构均不能计算层间应力，不能分析层间分层破坏，这已

2、成为复合材料结构分析的难题。本文基于整体一局部高阶剪切变形理论对软件Abaqus进行二次开发，对L型梁的层间分层破坏进行了分析。对破坏形式及层问应力大小的计算结果与试验结果进行对比，计算与试验结果吻合。高阶理论有限元方法可以准确判断复合材料层合结构失效形式、位置和应力大小。关键词：复合材料；高阶剪切变形理论；层间应力分析；L型梁的层间分层破坏试验中图分类号：TBl2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2015．01．001Higher-ordertheoreticala腑lysis0fL—typelam

3、i衄tedbeam7sdelaminatiOnC胍NWall-jil，WANGYanl，NⅢLei2，HUANGwen—cha02(1．K

4、eyLaboratoryofLiaollingProVinceforConlposites仃uctIlralAnalysisofAemcr撕aIldSimulation，ShenyangAerospaceUmVerS姆，shenyang110136，c11ina；2．AVEcsAccommercialA沁raftCompanyLiIllitedEnginee曲gResearchCenter，Sheny

5、ang110000，Cllina)Abstract：Nowadays，tlleflIliteelementsoftwarebomhomeaIldabroadarebasedononeordersheardefomationtheory，wllichcaIlnotcalculatemeinter—l锄inarstressofmeplatea11dsheUstmcturesaIldanalyzet11einter一1arninardelaIIlination．T11ishasbecomeadifficultyfortlleaIlalysiso

6、fcomposites廿uc-tures．Onmebasisofme910bal—localhighe卜ordersheardefbmationttleory，mepapermadetwicede—VelopmentstotheAbaqustoa堇lalyzemeintef一1a蛐nardela嘶nationofL一妙pe。necalculationsoft11ec01lapsemodesandinter—laIllinarsⅡesscanmatchtheexp舐mentalresultsbycomp撕son．The11igher—ord

7、erfiniteelememrnemodcaJlpreciselytellmef斫1uretype，positionandmedelaIllinations臼．essofmecomDosite1aIllinateds咖ctIlres．Keywords：compositematerials汕igher—ordersheardefo册ationmeo巧；inteI‘一1aIIlinarsⅡ．essaIlalysis；L—t)rpelaIIlinatedbe锄’sdelarllinationexperiment收稿日期：2014—09—27基金

8、项目：国家自然科学基金(项目编号：11402152)作者简介：陈万吉(1941一)，男，辽宁鞍山人，教授，博士生导师，主要研究方向：多尺度层合板理论、复合材料结构高阶理论及工程应用，E—mail：chenwj@dlut．edu．cn。2沈阳航空航天大学学报第32卷复合材料具有轻质高强、材料具有可设计性、耐高温和隐身性能等特点。因其优良的力学物理性能，各种先进的复合材料已经广泛用于航空航天、船舶工程、建筑工程、车辆制造工业和机械工程等不同领域。特别是现代飞机机体结构正逐渐扩大使用纤维增强复合材料的比例¨J。我国复合材料飞机设计已经进入实施阶

9、段。为使我国在飞机的结构设计过程中，充分发挥复合材料的优势，减轻重量，缩短研制周期，迫切需要研究创新的复合材料计算理论，建立能够准确分析的工程实用计算手段。目前在国内外都在使用的商用大型结构分