胡伟平
,
孟庆春
,
张行
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.03.027
本文将非线性的接触问题线性化,即假设已知带可调参数的接触区载荷分布模态以及接触区宽度,再反求圆柱压头的半径.首先根据叠加原理将受力状态分解成对称和反对称状态,然后用正交完备的三角级数和勒让德级数构造这两种受力状态的位移场,并应用最小势能原理确定位移场中的待定系数,从而确定层合梁的位移场和应力场.载荷分布模态中的可调参数可根据接触区表面的位移协调条件确定,从而求得圆柱压头的半径.最后,由于在给定接触区的条件下压头曲率与压头合力成正比,故可以得到压头曲率在不同的接触区下随载荷变化的直线族.根据这些直线族,可以由已知的压头曲率和外载荷确定接触区尺寸.计算结果显示,这种解法的收敛性非常好.根据物理方程与根据平衡方程得到的层合梁剪应力分布的一致性非常好.而且,在远离接触区处的应力分布同经典层合梁理论结果的一致性也非常好.
关键词:
复合材料
,
层合梁
,
接触问题
,
叠加原理
,
三角级数
,
勒让德级数
,
能量解法
李晨锋
,
程建钢
,
胡宁
,
杨志宏
,
姚振汉
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.01.008
研究了含脱层损伤的复合材料层板在低速冲击下的瞬态响应问题.首先,用基于Mindlin板理论的有限元法来描述层板的运动和变形,并同时考虑了层板大变形的影响.另外,用一种修正的Hertzian压痕法则来计算层板和刚球间的冲击力.同时为了有效地处理脱层间的动态接触问题,采用了由笔者以前提出的一种修正的Lagrange multiplier乘子法来提高计算精度和效率;为了研究脱层的扩展机理,提出了一种基于Mindlin板模型的应变能释放率的计算方法,用于计算脱层前沿的应变能释放率的分布.最后,算例研究了刚球的初始冲击速度、脱层面积和脱层位置对计算结果的影响,算例中提供的信息为人们更好地理解脱层损伤的扩展机理和它对复合材料层板的低速冲击响应的影响提供了依据.
关键词:
复合材料层板
,
低速冲击
,
瞬态响应
,
脱层
,
接触问题
,
应变能释放率
,
大变形
