橢圓開孔層合板剪切屈曲仿真預(yù)報

余建新 趙鵬 萬志敏

復(fù)合材料層合板是新型薄殼結(jié)構(gòu)，在飛機、艦船、汽車等現(xiàn)代生活中應(yīng)用廣泛，復(fù)合材料開孔設(shè)計一方面是南于工藝設(shè)計，施工檢修，管道線路安裝等實際工程需要，另一方面是減重的需要，由于結(jié)構(gòu)開孔，降低了結(jié)構(gòu)的剛度和強度，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，工程上承載結(jié)構(gòu)受到的載荷為拉伸、壓縮、剪切等多種載荷共同影響，國內(nèi)外學(xué)者針對層合板開孔各種載荷下屈曲和后屈曲問題進行了相關(guān)研究，Kim等對中心圓形開孔復(fù)合材料層合板受到壓縮、剪切和溫度混合載荷等不同參數(shù)對結(jié)構(gòu)屈曲和后屈響應(yīng)影響進行有限元仿真分析，Kundu等對復(fù)合材料薄殼結(jié)構(gòu)的屈曲及后屈曲特性進行理論研究，Jain利用有限元軟件對中心橢圓開孔受單軸壓載荷進行仿真，Ghannadpour對圓形／橢圓形開孔復(fù)合材料層合板承受軸壓載荷屈曲特性進行仿真分析，Shao等對矩形開孔在軸壓載荷下的動態(tài)響應(yīng)進行仿真，Komur對編織材料層合板在軸壓載荷下屈曲進行仿真，Kumar和Singh用有限元軟件ANSYS進行復(fù)合材料層合板屈曲分析和失效分析，可以看出商業(yè)有限元軟件是結(jié)構(gòu)特性的主要手段之一，借助有限元軟件進行數(shù)值仿真研究，可系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對結(jié)果的影響，現(xiàn)有文獻中多為研究圓形，方形，菱形及長圓形開孔形式下承載能力變化情況，而對橢網(wǎng)形開孔研究較少，文獻多數(shù)對拉伸、壓縮載荷下屈曲和后屈曲特性進行分析，而對剪切載荷下結(jié)構(gòu)的承載能力沒有引起足夠重視，特別是國內(nèi)有關(guān)層合板剪切載荷下發(fā)生屈曲失效文獻不足，近年來，隨著復(fù)合材料在大飛機結(jié)構(gòu)件的大量應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)件失效主要受剪切載荷影響，所以研究不同尺寸橢圓開孔復(fù)合材料層合板剪切承載能力有十分重要的意義。