层合板面内刚度N.ppt

对称层合板的刚度 一般层合板的刚度（面内、弯曲、耦合刚度） 层合板的强度 3.1对称层合板的面内刚度 对称层合板：指单层的方向和铺设顺序相对于几何中面镜面对称。一般单层的材料和厚度也是相同的，不同单层材料构成的层合板(如混杂复合材料)，要求材料相对几何中面也是镜面对称的。 一、层合板的标记 二、面内力与面内应变关系 四、面内刚度系数的计算 2. 斜交铺设对称层合板 六、对称层合板面内刚度转换 例1 试确定300/4211正交铺设对称层合板［06/906]s 在载荷 ＝100MPa作用下各层的应力和应变，并按最大应力失效准则校核强度，安全系数取2。 * 复合材料力学与结构设计 本科生课程 第 三 章 层合板的刚度与强度 面内刚度 弯曲刚度 经典层合板理论：各单层之间完全紧密粘接的，忽略层间的影响，且限于线弹性、小变形情况下研究层合板的刚度与强度。 非对称层合板，典型反对称层合板 ［45/02/-45/902］ ［±45］ ＝［45/-45］ ［ 45］ ＝［-45/45］ ［02/902]2 ＝ ［02/902/02/902] ［02/902]s ＝ ［02/902/ 902/02] ［02/902]2s ＝ ［02/902 / 02 / 902] s ＝ ［02/902 / 02 / 902 /902 / 02/902 / 02 ] ［02/902/C4]s ＝ ［02/902/C4/902/02] C的下标 4－夹芯厚度毫米数 ［0/ ]s ＝ ［0/90/0] 奇数层 ［0C/45K/90G] C-碳纤维，K－Kevlar，G－玻纤 某点沿厚度方向不同位置处x、y方向的位移相同，所以层合板厚度方向上坐标为z的任一点的应变就等于中面的应变。即 面内刚度系数 面内刚度系数对称性 层合板面内力——层合板中各单层应力的合力 N意义 面内柔度系数对称性 正则化处理 N*意义 N*符号与应力的符号规则相同，转换与应力相同 当层合板为单向层合板时 三、对称层合板面内工程弹性常数 当层合板为面内正交各向异性时，即 时 各层厚度相同时，简化成 偏轴模量分量求平均值 与铺层顺序关系？ 多向层合的结果总是使得多向层合板各向异性系数较铺层的小。 面内刚度系数正则化几何因子 正则化几何因子法 五、几种典型对称层合板面内刚度系数 1. 正交铺设对称层合板 正交各向异性 随V(90) 非线性变化 线性 非线性 常数 近似符合线性关系，可以采用混合法则 正交各向异性 斜交铺设对称层合板可分为均衡型和非均衡型，一般指均衡斜交对称层合板 如［-φ/φ]s ，指 -φ和φ铺层含量相同 偶函数 奇函数 [-60/0/60]s [45/0/-45/90]s 3. 准各向同性层合板 面内各个方向刚度相同，且无拉剪和剪拉耦合效应的对称层合板 4. 一般 /4层合板 0°/±45°/90°层合板的模量曲线 明确复合材料的弹性模量 要求，选择0°，±45°和90°层的分配比例。 例如已知模量Ex= 90 GPa,可在图上找到对应的点A并得到一种铺层比例选择： 0°层 60% ±45°层 20% 90°层 20% （90°层的比例，可用100%减去0°和±45°层的比例求出。） 其中 1）层合板为单向层合板偏轴向情况 2）两相位角取值象限由分子分母的正负决定 3）层合板为正交各向异性层合板情况 4）已知两相位角前提下，参考轴旋转时，刚度系数计算方法 原始数据： 单层模量和强度 层合板铺设角、铺层顺序 外载荷 层合板刚度系数 层合板柔度系数 各单层应变 各单层应力 * *