复合材料箱型结构的屈曲性态研究

       复合材料箱型结构与金属材料的箱型结构一样具有良好的弯曲和扭转性能，因而成为近代飞机和航天器结构上常见的结构形式．在实际使用中可以发现箱型结构在承受压、弯、剪时，其中的翼板、腹板等构件很容易产生局部失稳并导致整个结构过早的破坏．设计箱型结构最重要的是要防止局部失稳的发生，这方面的研究已受到国内外学者的关注．目前，对复合材料梁和柱（长细比≥6）的整体屈曲效应研究比较多，而对飞机结构中常见的盒段结构(长细比≤3)的屈曲性态研究还不多见．作者采用有限元分析方法，研究了欧拉临界力对复合材料箱型梁的适用范围；讨论复合材料盒铺设角和铺层次序对初始屈曲载荷和波形影响，得出了一些对工程设计有用的结果．

       (1)对于薄壁空间结构的屈曲分析，在几何刚度阵中除考虑由出平面位移引起的膜应变外还必须考虑面内位移引起的膜应变项．
      (2)轴压作用下的复合材料箱型梁，随着长细比的增大，屈曲临界载荷也逐渐增大，屈曲模态由局部向整体屈曲过渡；在发生局部屈曲时，无论是对称铺设还是反对称铺设，当铺设角为450附近达到最大值（除两层铺设外）；在发生整体屈曲时，随着铺设角度的增大，屈曲临界载荷也逐渐增大，当铺设角为90。时（即纤维与载荷同向）达到最大值．
      (3)轴压作用下无论是箱型梁还是盒段结构，在板厚一定的情况下，随着铺层数的增加，屈曲载荷增大；对单闭室或三闭室复合材料盒段，铺层数及铺设角等各种因素对屈曲载荷的影响基本相同，

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