带口盖复合材料柱壳压缩性能

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1、2013年1月北京航空航天大学学报January2013第39卷第l期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．1带口盖复合材料柱壳压缩性能舟程小全李钟海胡仁伟(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：研究了1／3弧长带有口盖复合材料柱壳的压缩行为．实验测试的带口盖柱壳结构在压缩后发生局部屈曲变形，无后屈曲现象发生，屈曲破坏载荷为118．944kN．利用ABAQUS有限元软件建立相应有限元模型计算其屈曲破坏行为，并将计算结果与实验结果进行比较，证明所

2、建立的模型正确有效．利用所建立的模型，探究提高结构屈曲载荷的方法．研究表明：补片与口盖的铺层角度对结构的屈曲载荷有直接影响，如果补片与口盖的铺层角度由0。变为20。后。结构屈曲载荷可以分别提高6．8％和2．4％；补片厚度也与结构屈曲载荷相关，但试图增加现有补片厚度来提高结构屈曲载荷方法并不十分理想．当补片厚度由11层提高到16层时，结构屈曲载荷也仅提高了2．37％，考虑成本与重量因素，此方法与改变铺层角度相比不可取．关键词：复合材料柱面壳；口盖；压缩；屈曲分析中图分类号：TB33文献标识码：A文章编号：1001-5965(2013)01-0089-06

3、CompressivebehaviorofcompositecylindershellwithcoverFanZhouChengXiaoquanLiZhonghaiHuRenwei(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Thecompressivebehaviorofone-thirdcompositecylindricalshellwithcoverwasstu

4、died．Thecompositecylindershellwithcoverwhichwastestedundercompressiveloadfailedinlocalbucklingat18．944kNwithoutpost-buckling．ThefiniteelementmodelwasbuiltinABAQUStocalculatebucklingbe-haviorofthecompositecylindricalstructure．Thecomputationalresultswerecomparedwithexperimentalre-

5、suitstoverifythevalidityofthisfiniteelementmodel．Thebuiltfiniteelementmodelwasutilizedtoinvestigatethemethodofimprovingbucklingloadofthestructure．TheresultsshowthatthelayeranglesofpatchandCOV—erhavedirectlyeffectonthebucklingload．1ftheangleofpatchandcoverchangefromoto20。．thestru

6、cturebucklingloadwillimprove6．80％and2．39％．Thethicknessofpatchalsohaseffectonthebucklingload．However，increasingthicknessofpatchisnotanidealmethodtoimprovebucklingload．Becausewhenthenumberofthelayersincreasesfroml1to16，bucklingloadonlyimprovesby2．37％．Consideringthecostandweight，it

7、isnotawisechoicecomparedwithchanginglayerangle．Keywords：compositecylindricalshell；cover；compressive；bucklinganalysis飞行器结构内部通常需要布置电器或其他机械设备，出于设备安装、维修，以及结构本身维护方面的考虑，往往需要在结构表面设置不同形状带口盖的开口．对于带口盖的开口结构，存在开口区结构的加强、口盖结构设计及其与基础结构的连接，以及加口盖后整体结构力学性能评价等问题．通常情况下，带口盖的结构要比不开口的完整结构更重．如何在设计中使带口盖

8、结构重量的增加量最小，是结构细节设计的关键技术之一．国内外对复合材料柱壳结构的研究比较多．收稿