复合材料瓦楞板拉伸特性分析及试验验证.pdf

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1、四川I建筑科学研究第40卷第5期212SichuanBuildingScience2014年10月复合材料瓦楞板拉伸特性分析及试验验证夏育颖，王骑，廖海黎，罗焱(1．西南交通大学土木工程学院，四川成都610031；2．四川省建筑科学研究院，四川成都610081)摘要：复合材料瓦楞结构具有高强度、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等特点，近年来在建筑幕墙、屋面系统及高档室内装饰中有广泛应用。本文结合复合材料层合板理论和周期均匀化理论，将复合材料瓦楞板等效为经典的正交各向异性板，提出了高精度的复合材料瓦楞板的拉伸、耦合、弯

2、曲刚度，以及弯曲耦合刚度计算方法。最后，以半圆形和梯形两种波纹形状的复合材料瓦楞板为例，对本文提出的刚度计算方法进行了验证，FEM和试验结果表明，该方法高度高、形式简约、适用性强。关键词：复合材料；瓦楞板；层合板理论；周期均匀化中图分类号：TU599；TU393文献标志码：A文章编号：1008—1933(2014)05—212—05TensilepropertiesestimationforcompositecorrugatedpanelandexperimentalvalidationXIAYuying

3、，WANGQi，LIAOHaili，LUOYan(1．SchoolofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China；2．SichuanInstituteofBuildingResearch，Chengdu610081，China)Abstract：Compositecorrugatedstructureshaswidelyapplicationsincurtainwall，roofsystemandinteriordeco

4、rationsastheirhighstrength，lightweight，corrosionresistanceandfatigueenduranceabilities．Basedonthecompositelaminateandperiodichomogenizationtheories，thehigh-precisionstiffnessestimationmethod，hasbeenpresentedinthispaperforcalculatingtheextension，coupling，b

5、endingstiffnessandbending—couplingstifnessitems．TheperformanceoftheapproachpresentedinthispaperhasbeendemonstratedbybothFEMandexperimentalvalidationsusingroundandtrapezoidalcorrugationshapesofcompositescorrugatedpane1．Theresultsindicatethatthismethodwiths

6、impleexplicitexpressionshashighprecisionsandstrongapplicability．Keywords：composite；corrugatedpanel；laminatetheory；periodichomogenization了许多学者的关注，这其中很重要的原因是，归一化O引言方法可获得复杂微结构在多种边界条件下的有效响复合材料以其高强度、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等应，例如，材料的本构模型、拓扑优化、周期介质中波特点，近年来在建筑幕墙、屋面系统及高档室内装饰的传播

7、问题等。均匀化方法最初的提出是为对具有中有广泛应用；因此，瓦楞板结构的力学特性分析近周期性结构的复合材料进行有效性能分析，后来，该年来也引起了广泛关注。在对瓦楞板进行力学分析理论得到进一步发展，形成一套严格的数学理时，传统的方法是用很细的网格去模拟波纹形状，这论¨引。该方法用均质的宏观结构和非均质的具有种方法计算量大、耗时长，且不便于与其他结构集成周期性分布的细观结构描述原结构，既能从细观尺计算；一些学者提出将瓦楞板等效成经典的正交各度分析材料的等效模量和变形，又能从宏观尺度分向异性板，从而可显著降低计算

8、量。析结构的响应；因而，被进一步扩展并应用于其他具近二十年来，归一化方法在计算力学领域得到有周期性特征的结构_6圳中，例如，桁架结构板材等。目前，在瓦楞板的等效力学模型方面虽已取得了一些进展，但其中绝大多数方法只能用于各项同收稿日期：2013-11—12作者简介：夏育颖(1981一)，女，工学博士，博士后，主要从事复合材性材料，在复合材料瓦楞板方面的研究非常少。料结构与结构风工程方面的研究。Thill等人⋯基于Samanta、