纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的失效分析

杜宇^1,2，杨涛^1,2，李志猛²，戴维蓉²

1. 天津市现代机电装备技术重点实验室2. 天津工业大学机械工程学院

摘 要：介绍了一种纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板有限元建模方法。按照曲线铺放规律定义每一个单元的实常数,并对这种纤维曲线铺放层合板进行建模。在此基础上讨论了在弯曲和压缩失效两种不同边界条件下,采用Tsai-Wu失效准则,对其进行失效分析,验证其面内受力情况,计算最大的Tsai-Wu强度比倒数1/R。当1/R=1时,所施加的载荷为失效的临界载荷。对比两组纤维直线和纤维曲线的铺层算例,弯曲失效条件下临界失效载荷提高16%和21%,压缩失效条件下临界失效载荷提高51%和19%。纤维曲线铺放层合板有效提高了失效性能。

关键词：纤维曲线铺放;变刚度复合材料;1/R;失效载荷;