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第1章 概论 1

1.1 结构稳定性分析的目的、方法和进展 1

1.2 复合材料结构稳定性分析的特点和处理方法 2

1.3 本指南的编写目的、内容及说明 3

第2章 矩形层压平板的屈曲分析 5

2.1 概述 5

2.2 正交各向异性矩形层压平板的屈曲分析 5

2.2.1 正交各向异性矩形层压平板的轴压屈曲分析 6

2.2.2 正交各向异性矩形层压平板的剪切屈曲分析 8

2.2.3 正交各向异性矩形层压平板在复合载荷作用下的屈曲分析 10

2.3 一般矩形层压平板的屈曲分析 12

2.3.1 对称层压平板的屈曲分析 12

2.3.2 非对称层压平板的屈曲分析 13

2.3.3 对称铺层层压平板在压剪复合载荷作用下的屈曲分析 15

2.4 层压平板的有限元屈曲分析 16

2.5 组合型平板的压损载荷 18

2.6 复合材料层压平板的屈曲设计 21

2.6.1 铺层设计要求 21

2.6.2 泊松约束设计 23

2.6.3 提高板的支持刚度的设计 24

2.6.4 关于过屈曲设计 25

2.7 例题 25

第3章 加筋层压板的屈曲分析和承载能力计算 32

3.1 概述 32

3.2 加筋层压板的有限元屈曲分析及软件 33

3.2.1 有限条元素法的屈曲分析软件 BAFLCP 33

3.2.2 复合材料加筋板壳优化设计软件 CPANDA 33

3.3 加筋层压板屈曲分析的工程简化方法 34

3.2.4 CMBC 复合材料对称层压板屈曲综合分析软件 34

3.2.3 MSC/NASTRAN 大型通用有限元结构分析系统 34

3.3.1 加筋层压板的局部屈曲分析 35

3.3.2 加筋层压板的总体屈曲分析 40

3.3.3 加筋层压板在轴压下的承载能力估算 42

3.4 应用实例 45

3.4.1 加筋层压平板的有限元屈曲分析计算和试验结果比较 45

3.4.2 加筋层压平板蒙皮的局部屈曲计算 50

3.4.3 加筋层压平板在轴压下的承载能力计算 51

3.4.4 加筋层压板稳定性的工程简化方法计算和试验结果比较 52

第4章 复合材料蜂窝夹层结构稳定性分析 57

4.1 概述 57

4.2 复合材料蜂窝夹层结构主要力学性能参数计算 57

4.2.1 复合材料蜂窝夹层板的弯曲刚度 57

4.3 复合材料蜂窝夹层结构的局部失效分析 58

4.3.1 复合材料蜂窝夹层结构的局部失效模式 58

4.2.2 复合材料蜂窝夹层板的拉压刚度 58

4.2.3 复合材料蜂窝夹层板的剪切刚度 58

4.3.2 复合材料蜂窝夹层结构的局部失效计算 60

4.3.3 例题 65

4.4 复合材料蜂窝夹层结构总体稳定性分析的有限元法 66

4.4.1 元素的选择 66

4.4.2 有限元分析概述 67

4.4.3 例题 69

4.5 复合材料蜂窝夹层板稳定性计算的工程方法及 BUCKLSCP 程序介绍 72

4.5.1 工程计算方法 73

4.5.2 BUCKLSCP 程序简介 76

4.5.3 例题 78

5.1.1 屈曲、后屈曲和破坏的概念 79

第5章 复合材料结构后屈曲分析与设计 79

5.1 后屈曲研究概况、意义和研究方法 79

5.1.2 线性屈曲、非线性屈曲和破坏 81

5.1.3 几何非线性有限元列式 83

5.1.4 几何非线性问题的解法 86

5.2.1 层压板的几何非线性弯曲理论 87

5.2 层压板的后屈曲分析 88

5.2.2 层压平板的后屈曲特性 89

5.2.3 层压曲板的后屈曲特性 91

5.2.4 层压板的后屈曲破坏分析 93

5.2.5 层压板的二次分支屈曲 94

5.3 加筋层压板的后屈曲分析 95

5.3.1 基本假设和计算模型 95

5.3.2 加筋层压板的后屈曲特性 95

5.4.1 考虑温湿效应的有限元列式 96

5.4 考虑温湿效应的后屈曲分析 96

5.4.2 层压板温湿后屈曲效应 98

5.5 含分层层压板(壳)的后屈曲分析 100

5.5.1 分层损伤模型 100

5.5.2 含单分层损伤层压板的后屈曲特性 102

5.6 后屈曲分析程序系统(COMPOSS)介绍 103

5.6.1 COMPOSS 的功能 104

5.6.2 COMPOSS 的原理和方法 104

5.6.3 COMPOSS 程序系统的结构特点 105

第6章 飞机复合材料结构稳定性的有限元分析 107

6.1 概述 107

6.2 结构稳定性分析中的“局部二次分析法” 107

6.2.1 “局部二次分析法”简介 107

6.2.2 “局部二次分析法”应用实例 108

6.3 结构稳定性分析的有限元素法概述 110

6.3.1 适用范围问题 110

6.3.2 有限元分析时需要注意的问题 110

6.3.3 有限元分析软件 110

6.4 几种典型飞机结构稳定性有限元分析算例 111

6.4.1 加筋层压平板稳定性分析 111

6.4.2 带开口的层压腹板梁的稳定性分析 114

6.4.3 多墙翼盒结构的稳定性分析方法 117

第7章 复合材料结构稳定性试验设计及试验技术 122

7.1 概述 122

7.2 稳定性试验设计的技术要求 122

7.3 稳定性试验件的基本要求 124

7.4.2 试验数据的应用 126

7.4.1 试验结果的有效性确认 126

7.4 稳定性试验结果的工程应用 126

7.4.3 试验数据的保留和积累 127

7.5 壁板的压剪复合试验新技术 127

7.6 壁板复合加载试验中的边框效应问题 129

附录 A 刚度计算 130

A1 层压板的刚度 130

A1.1 一般层压板的刚度系数 130

A1.2 对称层压板的刚度系数 132

A1.3 对称层压板的等效刚度系数和等效弹性模量 133

A2 加筋层压板的刚度 134

A2.1 加筋层压板的面内拉伸/压缩刚度、等效刚度系数和等效弹性模量 135

A2.2 加筋层压板的弯曲刚度和等效弯曲刚度系数 136

A2.3 加筋层压板的扭转刚度和等效扭转刚度系数 138

A2.4 加筋层压板的面内剪切刚度和等效剪切模量 139