曲线纤维增强复合材料圆环板的非轴对称弯曲问题

摘要：

由自动铺丝机制造的结构具有面内变刚度特征.这种由空间变化引起的刚度变化使结构的控制方程成为了变系数偏微分方程,给求解非轴对称弯曲问题带来了很大挑战,难以求解其精确解.该文基于经典板壳理论,推导了柱坐标下正交各向异性变刚度圆环板非轴对称弯曲问题的控制方程.假定刚度分别随弹性模量指数函数和曲线纤维方向角连续变化,采用加权残值法计算了周边弹性约束时复合材料圆环板的挠度.通过与精确解结果的比对,验证该方法是有效的,并有较高精度.计算结果表明曲线纤维方向角的变化将使曲线纤维增强复合材料结构的相关力学性能明显优于同等比例的直线纤维增强复合材料结构.同时,结果还表明变刚度复合材料圆环板的非轴对称挠度与其周边的约束条件、材料参数、内外半径比值、纤维方向角等密切相关.

关键词：曲线纤维、非轴对称弯曲、加权残值法、弹性约束、圆环板

所属期刊栏目：33

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金项目11072177,11372225

在线出版日期：2016-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：239-247