本文選取一典型復(fù)合材料梯形梁結(jié)構(gòu),采用有限元計(jì)算程序MSC.Nast『an,結(jié)合與理論分析相比擬的工程簡化方法,對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度作簡便、快捷地評估,用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)。通過對計(jì)算結(jié)果分析,突現(xiàn)出大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)過程中的問題。
隨著航空工業(yè)的發(fā)展,人們對航空器的要求越來越高。為了增強(qiáng)市場競爭力,需要不斷地提高航空器的性能,設(shè)法減輕結(jié)構(gòu)重量,并提高結(jié)構(gòu)的可靠性、維修性。在這種迫切的需求下,復(fù)合材料的出現(xiàn)日益顯示出其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢和無窮的潛力。目前,復(fù)合材料在航空結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用已逐漸從次結(jié)構(gòu)過渡到了主結(jié)構(gòu),并進(jìn)入主承力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。能否靈活準(zhǔn)確地應(yīng)用復(fù)合材料成為設(shè)計(jì)過程中的一個關(guān)鍵問題。在這個新興的科目上,專家們已經(jīng)作了大量的研究并取得了豐碩的成果,基礎(chǔ)的復(fù)合材料理論為復(fù)合材料的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上,如何靈活的發(fā)揮是設(shè)計(jì)能力的一大考驗(yàn)點(diǎn)。一個行業(yè)的發(fā)展離不開其它行業(yè)的技術(shù)支持,各種大型計(jì)算軟件在工程中的應(yīng)用推動了整個世界向新時代的飛躍?;谟邢拊碚摱幹频母鞣N強(qiáng)度設(shè)計(jì)軟件在強(qiáng)度設(shè)計(jì)中越來越占據(jù)重要地位,近年來在復(fù)合材料的設(shè)計(jì)中亦顯示出強(qiáng)大的支持力。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度設(shè)計(jì)中考慮的破壞形式很多,在靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)方面主要考慮結(jié)構(gòu)的屈曲破壞和纖維失效。采用有限元計(jì)算程序,結(jié)合與理論分析相比擬的工程簡化方法能對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度作簡便、快捷地評估,用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì),尤其對于大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)更能發(fā)揮其優(yōu)越性。但在使用時仍需輔以典型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)加以修正,而且計(jì)算方法仍大有可挖之處。以下是典型復(fù)合材料梯形梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算過程,采用MSC.Nastran大型通用有限元分析軟件分析。該過程可大致體現(xiàn)有限元法在大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析中的特點(diǎn)。
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