复合材料加筋板极限承载能力分析

赵维涛，刘炜华，杨其蛟

(沈阳航空航天大学 辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室，沈阳 110136)



机械与材料工程

复合材料加筋板极限承载能力分析

赵维涛，刘炜华，杨其蛟

(沈阳航空航天大学 辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室，沈阳 110136)

加筋板在出现屈曲之后并未完全失效，仍然具有较高的承载能力。本研究利用ABAQUS软件建立由shell-solid单元组合的复合材料加筋板极限承载能力分析模型。复合材料层合板和界面材料的破坏通过子程序判断，子程序中编写了Hashin和Quads失效判据，并引入材料刚度退化准则。通过有限元模拟方法分析复合材料加筋板在轴向压缩载荷下的极限承载能力，并详细给出3种失效模式的破坏过程，仿真结果与试验结果相比误差较小，说明所建立模型及USDFLD程序是正确的。

复合材料；加筋板；脱粘；极限承载能力；子程序

复合材料加筋板具有强度高、刚度大和重量轻等特点，被广泛用于人们的日常生活和航空航天领域。在飞机机翼结构中，加筋板往往会受到拉压、弯曲、剪切和各种组合载荷作用。在这些载荷作用下，复合材料加筋板出现多种失效模式，主要有屈曲、基体开裂、纤维断裂、脱粘等。加筋板的这些失效情况并不会同时出现，在没有初始缺陷的情况下，首先出现的是屈曲，屈曲发生后加筋板仍有很高的后屈曲承载能力。随着载荷逐渐增加，其他失效情况开始出现，随着破坏的加剧，加筋板的承载能力会逐渐达到顶点，最终彻底破坏，完全失去承载能力。……