变刚度复合材料层合板力学特性及失效机理分析

摘要：

航天飞机机翼蒙皮使用过程中易出现承载力及刚度不足,且没有足够的稳定性,针对这些问题,引入自动铺丝变刚度复合材料层合板并对其力学特性及失效机理进行研究.首先,提出以周期性三角波为纤维角度变化函数,对纤维方向及参考路径进行优化;其次,建立变刚度复合材料层合板力学模型并利用代表性体积单元对其力学性能进行预测分析;然后,基于分段线性化思想,通过MATLAB/ABAQUS联合构建三维变刚度层合板有限元模型;最后,基于Tsai-Wu张量理论分析了传统层合板及优化后的变刚度层合板在拉伸、压缩工况下的损伤演化、力学特性及失效机理.研究结果表明:合理的纤维铺放路径能有效抑制因局部大变形而导致的层合板失效,使变刚度层合板应力分布更加均匀,提高机翼蒙皮的承载力、刚度及稳定性.

关键词：复合材料、层合板、变刚度、力学特性、失效机理

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;山西省科技重大专项;山西省重点研发计划项目

在线出版日期：2022-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：5-10,24