鋼骨架復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)極限強度研究.pdf

1、近些年，復(fù)合材料作為一種新型的熱門材料被廣泛應(yīng)用于船舶設(shè)計建造中。出于減重及聲、磁性能考慮，以層合玻璃纖維布為面板、硬質(zhì)泡沫為夾芯的復(fù)合材料夾芯板越來越多地取代了船舶結(jié)構(gòu)中的鋼質(zhì)殼板。目前國內(nèi)外對于復(fù)合材料夾芯板在橫向均布載荷作用下的極限強度研究局限于小型局部構(gòu)件，未能考慮在整體結(jié)構(gòu)中復(fù)合材料夾芯板的受力特征，因此進行鋼骨架復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)極限強度研究對復(fù)合材料船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計有著重要指導(dǎo)意義。
　　首先針對交織纖維在1，2主方向上同

2、性的特點定義了一種交織纖維-3Dhashin失效準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則綜合考慮了夾芯板在橫向載荷下易產(chǎn)生的纖維拉伸失效，纖維壓縮失效，纖維基體剪切失效和分層失效等多種失效模式，同時建立了一套預(yù)測夾芯結(jié)構(gòu)極限強度的有限元分析方法，接著進行了單塊夾芯板局部模型試驗，驗證了此方法預(yù)測夾芯板的極限載荷與破壞現(xiàn)象的準(zhǔn)確性，討論了分布載荷與均布載荷以及是否考慮分層失效對于夾芯板極限強度預(yù)測的影響。
　　然后開展了鋼骨架復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)極限強度試驗，根據(jù)

3、試驗結(jié)果對試驗現(xiàn)象進行了詳細分析，總結(jié)了此類夾芯結(jié)構(gòu)的破壞形式。同時基于實體單元并考慮分層失效建立相應(yīng)的有限元模型進行漸進失效分析，預(yù)測的結(jié)果與試驗結(jié)果較吻合。發(fā)現(xiàn)此類夾芯板在承受橫向載荷時裂紋的產(chǎn)生不僅僅是因為纖維斷裂，其中往往伴隨著一定程度的纖維基體剪切失效，并且隨著結(jié)構(gòu)的增大，并不會減少采用分布載荷模擬均布載荷預(yù)測的結(jié)構(gòu)極限載荷的誤差，相反，局部作用力對于極限載荷的影響會隨著結(jié)構(gòu)的增大而更加顯著。
　　最后討論了面板厚度對于