田立智刘锦阳

（上海交通大学，上海 200240）



基于整体-局部高阶剪切理论的层合板多体系统的动静力学分析*

田立智1†刘锦阳2

（上海交通大学，上海 200240）

摘要基于高阶剪切理论，推导了整体-局部1，2-3高阶位移模式.在满足层间位移连续，层间剪应力连续，以及上下表面自由的条件下，层合板每个节点的独立变量变为13，并且不随层合板层数的增加而变化.在此基础上将整体-局部1，2-3高阶位移模式推广到刚-柔耦合层合板多体系统，利用混合坐标法，基于虚功原理，建立了考虑层合板层间应力连续的多体系统动力学方程.通过静力学算例，验证了整体-局部1，2-3高阶位移模式的准确性，得到了层合板层间应力沿着厚度的分布情况.通过多体系统动力学算例，对比了传统方法的计算结果，揭示了本文方法与传统方法在计算层合板多体系统中层间应力的差异，说明了刚-柔耦合层合板多体系统考虑层间剪应力连续的必要性.

关键词整体-局部高阶剪切位移模式， 层间剪应力连续， 层合板多体系统， 应力分析

2014-10-29收到第1稿，2014-12-17收到修改稿.

*国家自然科学基金资助项目（11272203，11132007）

引言

在航空、汽车、机械等工业领域，很多运动机构为复合材料层合板结构多体系统，例如直升机机翼和风电机叶片等.通常情况下，层合板多体系统的刚-柔耦合动力学分析仅限于层合板表面的响应和应变分析，没有深入到多体系统层合板的层间应力，而层合结构特有的层间破坏问题要求准确……