船体复合材料帽型加筋板渐进破坏分析
2021-04-10肖文莹
舰船科学技术 2021年2期
崔 进,肖文莹,李 想
(洛阳船舶材料研究所,河南 洛阳 471023)
0 引 言
复合材料具有比强度、比刚度高、抗腐蚀等优点,有利于实现船体结构的轻量化设计,因此受到设计者越来越多的关注。在复合材料船体结构中,帽型加筋板是常见的结构形式,然而由于复合材料的各向异性,复合材料加筋板受压破坏时表现出复杂的破坏过程及形式[1],这增加了复合材料加筋板的应用难度,因此研究复合材料加筋板在面内压缩作用的下的极限承载能力具有重要的工程意义。
由于复合材料加筋板破坏行为的复杂性,各国学者对其压缩载荷下的破坏行为进行了大量的试验研究[2-7]。相较于试验法,数值模拟具有成本低、周期短等优点,因此得到更广泛应用。孔斌等[8-9]以轴压作用下的加筋板为研究对象,采用Abaqus 软件对其屈曲过程、内力分布与传载特性进行模拟分析;常园园等[10]采用非线性有限元方法基于连续损伤状态变量对复合材料加筋板进行渐进失效分析,讨论了加强筋和壁板的刚度比的影响;高晶晶等[11]基于非线性有限元方法,将材料的Hashin 准则与胶层界面的二次应力准则引入到有限元模型中,研究复合材料加筋板的后屈曲损伤与破坏行为;赵维涛等[12]利用渐进失效理论采用Hashin 与Quads 准则对复合材料加筋板的极限压缩强度进行预测;徐丽等[13]利用Ansys 软件对骨材间距、芯材等因素对复合材料帽型加筋结构强度和刚度的影响进行讨论;潘康华等[14]对组合载荷下复合材料夹层板架的承载能力进行数值模拟。……
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