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188宝金博页面版: 板锥网壳结构复合材料层合板的强度分析

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内容提示: 16板锥网壳结构复合材料层合板的强度分析板锥网壳结构复合材料层合板的强度分析王凡1, 王星1, 蔡思远23150 16; 2. 浙江工业大学建筑. j: 程学院, 杭州( 1. 宁波工程学院建筑I: 程学院, 宁波310 0 14 )摘要: 板锥网壳结构是一种受力性能合理、 技术经济效益良好的新型空间结构形式。 本文结合复合材料力学理论和复合材料结构力学( 板壳理论), 采用组合结构有限元对复合材料层合板自身的强度和主要影响因素进行全面和深入的研究, 研究复合材料板锥网壳结构的受力性能, 为复合材料板锥网壳结构设计和层合板铺层设计提供理论上的依据, 得出了可应用于工程实践的重要结论。关键词: 板锥网壳结构; 复合...

文档格式:PDF | 页数:4 | 浏览次数:27 | 上传日期:2015-04-08 16:50:03 | 文档星级:
16板锥网壳结构复合材料层合板的强度分析板锥网壳结构复合材料层合板的强度分析王凡1, 王星1, 蔡思远23150 16; 2. 浙江工业大学建筑. j: 程学院, 杭州( 1. 宁波工程学院建筑I: 程学院, 宁波310 0 14 )摘要: 板锥网壳结构是一种受力性能合理、 技术经济效益良好的新型空间结构形式。 本文结合复合材料力学理论和复合材料结构力学( 板壳理论), 采用组合结构有限元对复合材料层合板自身的强度和主要影响因素进行全面和深入的研究, 研究复合材料板锥网壳结构的受力性能, 为复合材料板锥网壳结构设计和层合板铺层设计提供理论上的依据, 得出了可应用于工程实践的重要结论。关键词: 板锥网壳结构; 复合材料层合板; 强度分析; 板壳理论中图分类号: T U 356文献标识码: A文章编号: 10 0 3—0 9 9 9 ( 20 10 )0 5—0 0 16 —0 4l引板锥网壳结构是指用板片组成锥体单元, 按网言壳结构的曲面形状将锥体单元拼接成整体, 各锥顶再用杆件有规律地相互连接所形成的一种新型结构形式…, 如图l所示。 板锥网壳结构受力性能合理,可充分利用板材的强度和刚度, 发挥材料的最大效用, 同时集承重、 围护、 装饰为一体, 轻质高强, 具有良好的技术经济效益, 并且具有鲜明的建筑视觉效果, 因此得到了广泛的应用。锥体单元图1板锥网壳结构示意图由于复合材料板材“轻质、 高强” , 比强度比普通钢材高很多, 具有强度和弹性性能的可设计性, 特别适合应用于板锥网壳结构的予制锥体单元。 文献[ 2]对玻璃钢板材在板锥网壳结构中的应用进行了初步研究, 只是对板锥网壳结构进行整体分析, 没有对组成锥体单元的复合材料板件自身的一系列力学问题进行研究, 材料设计和结构设计没有同时进行。但是复合材料具有各向异性、 不均匀性、 低层间剪切模量和低层间剪切抗拉强度、 几何非线性和物理非线性等一系列力学特点, 它的力学问题比均匀、 连续、 线弹性和各向同性的材料复杂得多, 因此需要对复合材料板的受力特性及其它一系列问题作全面和深入的研究。在复合材料板锥网壳结构中, 局部屈曲是主要设计控制因素旧J。 通过对复合材料层合板首层材料强度破坏和末层材料强度破坏的比较, 发现两者载荷强度间隔过大, 不利于充分发挥复合材料的潜力和优点, 有必要进行层合板合理的铺层设计, 所以在复合材料板锥网壳结构中, 强度也是主要设计控制因素之一。本文结合复合材料力学理论和复合材料结构力学( 板壳理论), 采用A N S Y S 软件先求出板锥网壳结构单层板弹性主方向的应力, 然后通过H o f f m a n 理论得到各载荷步下的每层失效值, 判断层合板首层材料破坏时的载荷( 首层破坏强度)和末层破坏时的载荷( 末层破坏强度), 对复合材料层合板自身的强度和主要影响因素进行全面和深入的研究, 为复合材料板锥网壳结构设计和层合板铺层设计提供理论上的依据。2复合材料板锥网壳结构分析方法对于复合材料板锥网壳结构, 本文只考虑采用上弦杆的锥顶节点为铰接, 底面节点为刚接的计算模型。 在A N S Y S 模型中, 杆件单元。步诘悖 自由度的空间杆单元L in k 8 ; 对于三角形板单元, 采用4节点有限应变壳单元S h elll8 1, 每节点6 自由度。 复合材料建模的难点是如何准确模拟层合板铺层设计, 在A N A S Y 软件中, 材料坐标系是确定材料属性收稿口期: 20 0 9 一。 - 27基金项I= 1: 浙江省科技计划项目( 20 0 7 R 10 0 25); 宁波市自然科学基金( 20 0 9 0 1A 6 0 0 50 8 2)作者简介: 壬凡( 19 7 2- ), 女, 硕士。 讲师, 主要从事结构r 亡程方面的研究。F R P /C M 20 lO . N o . 5万方数据

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