【技术实现步骤摘要】
基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法
本专利技术涉及复合材料的结构设计领域，具体地说是一种基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法。
技术介绍
众所周知，在对复合材料层合板在简单载荷(沿截面均匀分布的拉伸、压缩、剪切、弯曲)作用下的应力应变响应分析，目前一般有两种分析方法：一种是根据《复合材料力学》等资料中的基本力学知识通过机械计算或者简单编程，进行繁杂而冗长地复合材料层合板性能计算。计算过程中由于缺乏系统性和连续性，在进行大量数据的转移或输入时往往容易出现混杂，还需要进行大量地重复性工作，尤其是对于铺层较复杂的层合板，在计算各个刚度矩阵时就面临着巨大的数据计算量和处理量，因此非常耗费时间与精力，得到的结果也难以验证；另一种是采用有限元方法进行计算，该种方法往往需要借助各种有限元计算软件，因此显著减少了计算人员的工作量。但目前大多数有限元软件面向的是通用性的大型较复杂结构的有限元分析，对于该种简单载荷作用的复合材料层合板，有限元软件要求中的很多参数在计算过程中并不参与使用，操作过程也是按照复杂大型结构分析的过程进行，因此许多过程中的冗余反而降低...
【技术保护点】
1.一种基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法，其特征在于：包含信息输入模块、运算模块与信息输出模块，其中运算模块又分为三个子模块，分别为基础材料属性计算模块、典型应力应变响应计算模块以及强度及失效形式计算模块；输入数据并运行后，计算程序会根据信息输入模块中输入的数据先计算出每单层刚度矩阵，再根据铺层信息整合成层合板刚度矩阵及柔度矩阵；然后根据层合板柔度矩阵与基础载荷信息计算得到层合板的整体应变及挠曲率，进一步可以得到每一单层的主方向应力应变及整体坐标下的应力应变信息，利用最大应力或者最大应变失效准则，得到基础载荷作用下应力与极限强度比值的最大值；由于载荷与应力之...
【技术特征摘要】
1.一种基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法，其特征在于：包含信息输入模块、运算模块与信息输出模块，其中运算模块又分为三个子模块，分别为基础材料属性计算模块、典型应力应变响应计算模块以及强度及失效形式计算模块；输入数据并运行后，计算程序会根据信息输入模块中输入的数据先计算出每单层刚度矩阵，再根据铺层信息整合成层合板刚度矩阵及柔度矩阵；然后根据层合板柔度矩阵与基础载荷信息计算得到层合板的整体应变及挠曲率，进一步可以得到每一单层的主方向应力应变及整体坐标下的应力应变信息，利用最大应力或者最大应变失效准则，得到基础载荷作用下应力与极限强度比值的最大值；由于载荷与应力之间是线性相关关系，故可以根据比值最大值求得复合材料层板的最小失效载荷，即极限强度；通过确定比值最大值所在的铺层及应力应变信息，得到极限载荷下失效铺层的层数及最可能的失效形式。2.根据权利要求1所述基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法，其特征在于所述的信息输入模块包含有的信息分为材料性能信息、铺层信息与载荷数据信息三部分。3.根据权利要求2所述基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法，其特征在于所述的材料性能信息包括内容有：各单层的轴向模量E1、横向模量E2、泊松比μ12、剪切模量G12，各单层的轴向拉伸强度Xt、横向拉伸强度Yt、轴向压缩强度Xc、横向压缩强度Yc、剪切强度S。4.根据权利要求2所述基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法，其特征在于所述的铺层信息包括内容有：各单层的铺放次序ord、厚度t、铺层角度θ。5.根据权利要求2所述基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法，其特征在于所述的载荷数据信息包括内容为应力水平系数o，该系数直接影响到基础载荷数据的大小。6.根据权利要求1所述基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法，其特征在于根据所述的输入的数据信息利用公式(1-1)～(1-3)计算得到各单层的刚度矩阵Q；其中，将式(1-1)写成用应变表示应力的关系式：其中Q是二维刚度矩阵，由二维柔度矩阵S求逆。7...
【专利技术属性】
技术研发人员：丛庆，隋显航，殷飞，王鹏远，
申请(专利权)人：威海光威复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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