弹性地基复合曲梁抗弯力学性能的研究.pdfVIP

第３５卷第５期 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ．３５ №．５ ２０１４年５月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍａｙ ２０１４ 弹性地基复合曲梁抗弯力学性能研究 １ １ ２ ３ 郝扣安 ，王振清 ，周利民 ，王欣 （１．哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨 １５０００１；２．香港理工大学机械工程系，香港；３． 上海宇航系统 工程研究所，上海２０１１０９） 摘　 要：针对弹性地基作用下曲梁结构，讨论了内外径之比（Ｒ／ Ｒｉ ｏ ）对层间正应力和平面内正应力的影响。 在此基础 上，研究了由两种不同材料组成的复合曲梁，确定了平面内正应力中性轴的位置，考虑其内外表面处应力为零、层间正应 力及位移在厚度方向连续的边界条件，求解纯弯曲载荷下复合曲梁的层间拉应力和平面内拉应力解答，进一步讨论了两 种材料的不同体积分数、材料参数和放置位置对于复合曲梁应力的影响。 此外，本文可推广适用于多层不同材料组成的 复合曲梁，为解决实际工程中矩形截面复合曲梁强度，尤其是层间强度提供了有效方便的计算方法。 关键词：复合材料层合曲梁；弹性地基；层间正应力；平面内正应力；力学分析 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０３０７６ － 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｏｉ／ １０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６ ７０４３．２０１３０３０７６．ｈｔｍｌ 中图分类号：Ｏ３４６　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１４）０５⁃０５１７⁃０６ Ｔｈｒｅｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｕｓｅｄｆｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｓｈｉｐ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄｆｌｏｗｆｉｅｌｄ １ １ ２ ３ ＨＡＯ Ｋｏｕａｎ ，ＷＡＮＧＺｈｅｎｑｉｎｇ ，ＺＨＯＵ Ｌｉｍｉｎ ，ＷＡＮＧ Ｘｉｎ （１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ；２． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｎｇＫｏｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｏｎｇＫｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈａｎｇｈａｉＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１１０９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ⁃ｓｃａｌｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｖｉｒｔｕａｌ ｆｌｕｉｄ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｆｕｌｌ⁃ｓｃａｌｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ａ ｓｈｉｐ ｉｎ － ｆｕｌｌ⁃ｓｃａｌｅ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｆｒｏｕｄｅ ｎｕｍｂｅｒ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ０．１５ ０．４１ｒａｎｇｅ，ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ ｂａｓｅｄ ｏｎｔｈｅｔｈｒｅｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｈｅｆｕｌｌ⁃ｓｃａｌｅｄａｔａｅｘｔｒａｐｏｌａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｍｏｄｅｌ⁃ｓｃａｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎ