椭圆开孔层合板剪切屈曲仿真预报

余建新 赵鹏 万志敏

复合材料层合板是新型薄壳结构，在飞机、舰船、汽车等现代生活中应用广泛，复合材料开孔设计一方面是南于工艺设计，施工检修，管道线路安装等实际工程需要，另一方面是减重的需要，由于结构开孔，降低了结构的刚度和强度，最终导致结构失效，工程上承载结构受到的载荷为拉伸、压缩、剪切等多种载荷共同影响，国内外学者针对层合板开孔各种载荷下屈曲和后屈曲问题进行了相关研究，Kim等对中心圆形开孔复合材料层合板受到压缩、剪切和温度混合载荷等不同参数对结构屈曲和后屈响应影响进行有限元仿真分析，Kundu等对复合材料薄壳结构的屈曲及后屈曲特性进行理论研究，Jain利用有限元软件对中心椭圆开孔受单轴压载荷进行仿真，Ghannadpour对圆形／椭圆形开孔复合材料层合板承受轴压载荷屈曲特性进行仿真分析，Shao等对矩形开孔在轴压载荷下的动态响应进行仿真，Komur对编织材料层合板在轴压载荷下屈曲进行仿真，Kumar和Singh用有限元软件ANSYS进行复合材料层合板屈曲分析和失效分析，可以看出商业有限元软件是结构特性的主要手段之一，借助有限元软件进行数值仿真研究，可系统分析结构参数对结果的影响，现有文献中多为研究圆形，方形，菱形及长圆形开孔形式下承载能力变化情况，而对椭网形开孔研究较少，文献多数对拉伸、压缩载荷下屈曲和后屈曲特性进行分析，而对剪切载荷下结构的承载能力没有引起足够重视，特别是国内有关层合板剪切载荷下发生屈曲失效文献不足，近年来，随着复合材料在大飞机结构件的大量应用，其结构件失效主要受剪切载荷影响，所以研究不同尺寸椭圆开孔复合材料层合板剪切承载能力有十分重要的意义。