屈曲模态对含缺陷复材加筋板后屈曲的影响

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1、2014年9月北京航空航天大学学报September2014第40卷第9期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．9屈曲模态对含缺陷复材加筋板后屈曲的影响徐荣章关志东刘璐张楠(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)(中航工业第一飞机设计研究院，西安710089)摘要：某些结构类型的复合材料加筋板，由于一阶和二阶屈曲载荷十分接近，在压缩失稳时，相同的试验件会出现不同的失稳模态，并表现出明显不同的后屈凸承载能力．就此问题，进行了试验和数值模拟研究．轴

2、压试验中，通过影像云纹法和超声c扫技术监测试验件的失稳模态及缺陷扩展情况，以确定不同失稳模态对相同试验件后屈曲承载能力的影响．基于ABAQUS软件建立有限元模型，采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT，VirtualCrackClosureTechnolo—gy)模拟含预置脱胶缺陷的筋条一蒙皮界面，将失稳波形以几何扰动的形式引入后屈曲分析．通过分析缺陷前缘应变能释放率，研究两种模态下缺陷扩展特性．计算结果与试验结果相吻合，研究表明两种模态下缺陷的扩展特性明显不同，导致该型加筋板在3个半波失稳模态下的后屈凸承载能力明显高于2个半波模态下的后屈曲承载能力．关

3、键词：复合材料加筋板；虚拟裂纹闭合技术(VCCT)；屈曲模态；缺陷扩展；后屈曲特性中图分类号：V257；TB330．1文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)09—1299-06Effectofbucklingmodeonperformanceofpost·-buckledcompositestringer--stiffenedpanelswithdebondXuRongzhangGuanZhidongLiuLu(SchooJO±AeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofA

4、eronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)ZhangNan(TheFirstAircraftDesignandResearchInstituteofChinaAviationIndustry，Xi’an710089，China)Abstract：Becauseoftheproximityoffirstandsecondbucklingload，somespecificstringer—stiffenedpanelswillexhibitdifferentbucklingmodesunderunia

5、xialcompressionload，whichcausestheirpost—bucklingbehaviorstrikinglydifferent．Testandnumericalcalculationwasconductedtostudythisphenomenon．Moir6interferometryandultrasonicscanwereusedtomonitorthebucklingmodeanddebond．BasedonthesoftwareofABAQUS，afiniteelementwasdeveloped．Virtua

6、lcrackclosuretechnology(VCCT)wasusedtosimulatetheinterfaceswithartificialdebond．Theinitialgeometricimperfectionwasledintomodeltoprocessthenon—linearpost—bucklinganalysis．Bycomparingthestrainenergyreleaseratesofthecrackfront，theperformanceofdebondpropagationintwodifferentmodes

7、wasdetermined。Thecalculatedresultsarecoordinatedwiththetestedresultsverywell．Theresultsindicatethatthedifferentdamagingpropagatesundertwobucklingmodeswillgeneratethatstrengthofpanelswiththreehalfwavesbucklingmodeexceedsthepanelswithtwohalfwavesbucklingmode．Keywords：composites

8、tringer—stiffenedpanels；virtualcrackclosuretechnology(VCCT)；buckling