基于复合材料层合箱梁改进解析模型计算等效刚度

来源期刊：复合材料学报2020年第6期

论文作者：朱秀杰 熊超 殷军辉 尹德军 邓辉咏 李宝晨

文章页码：1483 - 1495

关键词：复合材料层合箱梁;剪切变形梁理论;等效抗弯刚度;等效抗扭刚度;层合板刚度系数;

摘    要：提出了基于复合材料层合箱梁改进解析模型的等效刚度计算方法。在考虑三维应变效应的同时用复合材料单层的二维折算模量分量来表示三维折算模量分量,简化了复合材料层合箱梁等效刚度系数的计算,得到了由梁横截面几何尺寸和层合板刚度系数表达的等效抗弯刚度和等效抗扭刚度的解析式。该解析式适用于环向刚度一致的复合材料层合箱梁,并充分考虑了弯曲-剪切耦合和扭转-拉伸耦合效应对等效刚度的影响。通过三点弯试验和扭转试验,验证了解析式的正确性;通过与分层等效叠加法、有限元法进行对比,分析了解析式的计算精度。结合经典层合板理论,研究了铺层方式对等效刚度产生的影响及原因,预测了不同铺层复合材料层合箱梁等效刚度的变化规律。