夾層板在組合載荷作用下的復(fù)雜屈曲模式研究.pdf

1、在現(xiàn)代飛機設(shè)計中夾層材料以其輕質(zhì)高強的性能占有越來越重要的地位，主要應(yīng)用于機翼機身壁板類結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)通常同時承受拉壓、剪切及彎曲載荷的作用，受力情況復(fù)雜，屈曲是其可能發(fā)生的破壞形式之一。因此，深入研究夾層板的穩(wěn)定性對其在工程領(lǐng)域的進一步應(yīng)用具有重要的實際意義。
　　本文作為十一五某型飛機新型結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度驗證技術(shù)研究工作的一部分，首先介紹了夾層結(jié)構(gòu)的受力原理和穩(wěn)定性的基本概念，以及解決屈曲問題的經(jīng)典理論方法— Ritz法。然后利

2、用MSC.Patran/Nastran有限元軟件分析了夾層板在剪切、壓縮載荷單獨作用以及同時作用的各種組合載荷工況下的特征值屈曲問題，并針對不同載荷工況得出了不同的屈曲規(guī)律。為驗證計算的準確性，將計算結(jié)果與ESAComp軟件的計算結(jié)果進行對比，得到了比較滿意的結(jié)果，根據(jù)以上結(jié)果繪制組合載荷的相關(guān)曲線，為設(shè)計提供依據(jù)。
　　皺曲是夾層結(jié)構(gòu)的一種短波屈曲模式，通常發(fā)生于夾芯較厚或夾芯剛度較小的情況。由于模型規(guī)模的限制，在常規(guī)有限元建模

3、時通常將夾層板模擬為二維板單元，這種方法忽略了面板和夾芯在厚度方向的相互作用，無法計算出皺曲模式。針對上述問題，本文利用MSC.Patran/Nastran有限元軟件，建立夾層梁和夾層板的二維截面細節(jié)模型，分析了兩種不同結(jié)構(gòu)夾層梁的控制屈曲模式，并與理論解進行比較。最后討論了當夾層板面板為復(fù)合材料時，鋪層角度對屈曲載荷的影響，并與常規(guī)建模方式進行了對比。
　　除此之外，本文還討論了帶開口夾層板的屈曲行為，研究了孔徑、邊界條件以及鋪