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基于几何非线性的复合材料加筋壁板分析

2018-11-29刘智敏孙启星刘慧慧毛端华王艳丽朱丽媛

教练机 2018年3期
关键词:复合材料变形结构

刘智敏,孙启星 ,刘慧慧 ,毛端华 ,王艳丽,朱丽媛

(1.空军驻江西地区军事代表室,江西 南昌,330024;2.航空工业洪都,江西 南昌,330024)

0 引言

复合材料在航空领域应用日益广泛,在结构设计中经常采用加筋板、框梁等形式提高蒙皮薄板结构强刚度[1-3],结构设计中一般采用线性分析即可满足设计要求,通过蔡吴准则或应变法判断结构是否安全[4]。非线性一般用于结构极限承载能力分析或结构损伤后剩余强度分析,以理论研究为主,在工程设计中,由于计算量大、设计参数多,非线性应用较少。

复合材料加筋壁板在充压分析时,采用线性计算不能与试验完全吻合,理论计算与试验强刚度结果差异较大。若对复合材料进行损伤演化分析,计算量比较大,且复合材料材料非线性段较短、试验数据不完善,计算精度会更差。基于复合材料以线性承载为主的特性,分析时可忽略材料非线性的影响,主要分析几何变形非线性对结构变形、承载的影响,计算结果仍采用蔡吴准则或应变法进行评估,即可满足计算精度要求,又可提高计算效率。

1 试验方法及结果

复合材料加筋壁板结构见图1,采用RTM工艺一次成型,结构充压时横筋承载大于纵筋,铺层设计纵筋在纵横筋交错时断开,方格内铺层按图2进行剪口铺层,其中图2(b)剪口位于纵筋/横筋距离盒子边缘1/3位置以减小剪口对结构承载的影响。

图1 复合材料加筋壁板

图2 复合材料加筋壁板剪口图

对加筋壁板进行充压试……

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