非對稱層合結構設計

目錄
“空天前沿技術叢書”序一
“空天前沿技術叢書”序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 非對稱層合結構研究進展 2
1.2.1 非對稱復合材料固化變形的研究進展 3
1.2.2 復合材料多耦合效應層合板的研究進展 5
1.2.3 復合材料彎扭耦合盒型結構的研究進展 10
1.2.4 復合材料層合結構優(yōu)化設計及試驗研究進展 12
1.3 非對稱層合結構的應用前景 15
1.3.1 非對稱層合結構在前掠翼機翼結構設計中的應用 15
1.3.2 非對稱層合結構在傾轉(zhuǎn)旋翼結構設計中的應用 16
1.3.3 非對稱層合結構在風機葉片結構設計中的應用 17
1.4 本書的組織架構 19
第2章 **層合理論 20
2.1 引言 20
2.2 單層板的宏觀力學分析 20
2.2.1 復合材料單層板的應力-應變關系 20
2.2.2 復合材料單層板的強度理論 23
2.3 層合板的宏觀力學分析 26
2.3.1 層合板剛度的宏觀力學分析 26
2.3.2 層合板強度的宏觀力學分析 29
2.4 幾何因子與材料常量 31
2.5 非對稱層合板分類與標識方法 35
第3章 濕熱效應 40
3.1 引言 40
3.2 單層板的濕熱變形 40
3.3 考慮濕熱變形的層合板剛度關系 42
3.4 濕熱剪切變形和濕熱翹*變形 44
3.4.1 材料熱常量 45
3.4.2 濕熱剪切和濕熱翹*變形的計算方法 47
第4章 拉剪耦合層合板 50
4.1 引言 50
4.2 濕熱穩(wěn)定的解析條件 50
4.2.1 解析充要條件推導 51
4.2.2 無濕熱剪切變形AFB0DS層合板的熱線應變 52
4.3 鋪層優(yōu)化設計 53
4.3.1 標準鋪層無濕熱剪切變形AFB0DS層合板鋪層設計 53
4.3.2 自由鋪層無濕熱剪切變形AFB0DS層合板鋪層設計 53
4.4 數(shù)值仿真驗證 58
4.4.1 濕熱效應驗證 58
4.4.2 耦合效應驗證 60
4.5 魯棒性分析 62
4.5.1 基于Monte Carlo法的魯棒性分析方法原理 62
4.5.2 鋪層誤差對固化剪切變形的影響分析 64
4.5.3 鋪層誤差對固化翹*變形的影響分析 67
第5章 拉扭耦合層合板 73
5.1 引言 73
5.2 濕熱穩(wěn)定的解析條件 73
5.2.1 解析充要條件推導 73
5.2.2 無濕熱翹*變形復合材料層合板的熱應變 75
5.3 鋪層優(yōu)化設計 75
5.3.1 標準鋪層無濕熱翹*變形ASBtDS層合板鋪層設計 75
5.3.2 自由鋪層無濕熱翹*變形ASBtDS層合板鋪層設計 81
5.4 數(shù)值仿真驗證 87
5.4.1 濕熱效應驗證 87
5.4.2 耦合效應驗證 89
5.4.3 屈*強度分析 91
5.5 魯棒性分析 93
5.5.1 鋪層誤差對AIBSDF層合板固化翹*變形的影響分析 93
5.5.2 鋪層誤差對ASBtDS層合板固化翹*變形的影響分析 96
第6章 拉剪多耦合效應層合板 99
6.1 引言 99
6.2 濕熱穩(wěn)定的解析條件 99
6.2.1 具有兩種耦合效應層合板的濕熱穩(wěn)定條件 100
6.2.2 具有三種耦合效應層合板的濕熱穩(wěn)定條件 101
6.2.3 具有四種耦合效應層合板的濕熱穩(wěn)定條件 102
6.3 鋪層優(yōu)化設計 103
6.3.1 數(shù)學模型 103
6.3.2 優(yōu)化結果 104
6.4 數(shù)值仿真驗證 107
6.4.1 濕熱效應驗證 107
6.4.2 耦合效應驗證 109
6.5 魯棒性分析 110
第7章 拉扭多耦合效應層合板 111
7.1 引言 111
7.2 濕熱穩(wěn)定的解析條件 111
7.2.1 具有兩種耦合效應層合板的濕熱穩(wěn)定條件 112
7.2.2 具有三種耦合效應層合板的濕熱穩(wěn)定條件 113
7.2.3 具有四種耦合效應層合板的濕熱穩(wěn)定條件 114
7.3 鋪層優(yōu)化設計 115
7.3.1 優(yōu)化數(shù)學模型 115
7.3.2 優(yōu)化結果 116
7.4 數(shù)值仿真驗證 117
7.4.1 濕熱效應 117
7.4.2 耦合效應 119
7.5 魯棒性分析 121
第8章 基于拉剪耦合層合板的彎扭耦合盒型結構設計 122
8.1 引言 122
8.2 設計原理 122
8.3 基于拉剪單耦合效應層合板的盒型結構設計 124
8.3.1 等截面彎扭耦合盒型結構剛度方程 124
8.3.2 數(shù)值仿真驗證 128
8.4 基于拉剪多耦合效應層合板的盒型結構設計 134
8.4.1 等截面彎扭耦合盒型結構剛度方程 134
8.4.2 變截面彎扭耦合盒型結構剛度方程 148
8.4.3 彎扭耦合結構的優(yōu)化設計 155
8.4.4 力學特性驗證及魯棒性分析 158
第9章 基于拉扭耦合層合板的彎扭耦合盒型結構設計 167
9.1 引言 167
9.2 設計原理 167
9.3 基于拉扭單耦合效應層合板的盒型結構設計 168
9.3.1 等截面彎扭耦合盒型結構設計 168
9.3.2 數(shù)值仿真驗證 169
9.4 基于拉扭多耦合效應層合板的盒型結構設計 173
9.4.1 等截面彎扭耦合盒型結構剛度方程 173
9.4.2 變截面彎扭耦合盒型結構剛度方程 178
9.4.3 彎扭耦合結構的優(yōu)化設計 180
9.4.4 力學特性驗證及魯棒性分析 183
第10章 耦合效應的實驗測量 191
10.1 引言 191
10.2 拉剪耦合效應實驗測量 191
10.2.1 試驗方案設計 191
10.2.2 拉剪耦合效應測量 194
10.3 拉扭耦合效應實驗測量 198
10.3.1 試驗方案設計 198
10.3.2 拉扭耦合效應測量 199
10.4 彎扭耦合效應實驗測量 202
10.4.1 試驗方案設計 202
10.4.2 等截面盒型結構的彎扭耦合變形測量 204
10.4.3 變截面盒型結構的彎扭耦合變形測量 209
第11章 層間混雜層合板設計 215
11.1 引言 215
11.2 剛度矩陣與濕熱內(nèi)力 215
11.3 濕熱穩(wěn)定性 219
11.3.1 層間混雜拉剪多耦合效應層合板 219
11.3.2 層間混雜拉扭多耦合效應層合板 223
11.4 鋪層優(yōu)化設計 225
11.4.1 層間混雜拉剪多耦合效應層合板 225
11.4.2 層間混雜拉扭多耦合效應層合板 230
11.5 數(shù)值仿真驗證 233
11.5.1 層間混雜拉剪多耦合效應層合板 233
11.5.2 層間混雜拉扭多耦合效應層合板 236
11.6 魯棒性分析 239
11.6.1 層間混雜拉剪多耦合效應層合板 239
11.6.2 層間混雜拉扭多耦合效應層合板 240
參考文獻 242
附錄A 層間混雜層合板的剛度矩陣 255
A.1 拉伸剛度矩陣A 255
A.2 耦合剛度矩陣B 258
A.3 彎*剛度矩陣D 260
附錄B 層間混雜層合板的濕熱內(nèi)力 264