复合材料压缩过程中引入屈曲变形前后的对比

2024-01-21 18:12

本文主要是介绍复合材料压缩过程中引入屈曲变形前后的对比,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

  • 振动模态:

  • 压缩过程(不考虑屈曲引入)

在45KN出现拐点,在30步。

30步,压缩时的面外位移,与一阶模态类似;31步已经不正常。在快破坏前几步与一阶模态很相似。

30步树脂拉伸只是零星出现                31步出现树脂拉伸较大点。

Step30 开始出现纤维压缩破坏           step31 全部破坏

  • 压缩过程(考虑屈曲引入)

1) 叠加屈曲模态(常用)

在特征值屈曲分析(以job名称为job-1_buckle为例)时,利用关键字*end step之前 插入:

*nodefile,global=yes,last=1

U

即输出最高阶仅到1的模态振型。 在非线性屈曲分析中,删除原来添加的关键字,(可能有其他冲突的关键字也需要删除)

在新模型中*step,name=step-1,nlgeom=yes行前面加入关键字

*imperfection,file=job-1_buckle,step=1

 1,0.01

即引入job-1_buckle。Fil第一阶屈曲形状的0.01倍(1%)作为初始几何缺陷。可 简单理解为曲面厚度的1%。

引入buckle模态后,失效提前。最后载荷之所以上升,是因为力加载。

  • 压缩过程(考虑屈曲引入,并且位移加载)

在线性段,取其中一点(0.54,30.46),计算其模量:

模型宽25mm,长75mm,共16层,每层厚为0.185,厚度为16*0.185=2.96mm

应力=30.46e3/25e-3/2.96e-3

应变=0.54/75

模量=应力/应变=56e9 Pa

  • 模型验证

M21单向带的力学性能

E1 = 147e3

E2 = 9800

Mu12 = 0.33

#t1 = input('input the facing thickness:')

# ta = 0.1868 # 单层厚度

ta=0.185

G12 = 4600

铺层为:layup="0/45/90/-45/0/45/90/-45/-45/90/45/0/-45/90/45/0"

算出的Ex=56e9 pa, Ey=56e9

  • 总结

  1. 力加载和位移加载在线性段的表现基本一致。且算出的模量与根据经典层合板理论算出的模量符合性很好。
  2. 对于纯平板,在压缩过程破坏之前,其基本模态与一阶欧拉屈曲模态一致。
  3. 引入因屈曲产生的变形,即imperfection会影响平板的静力压缩过程,使结构提前破坏。引入屈曲后,线性转折点为34.5KN,比未引入屈曲的46.5KN,更接近线性计算的一阶屈曲载荷26.6。
  4. 到底需不需要引入屈曲变形,应该由实际试验结果来验证。

(left)未此入屈曲变形  ,40步出现破坏。

(right)引入屈曲变形,31步出现破坏

这篇关于复合材料压缩过程中引入屈曲变形前后的对比的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/630408

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