一种失效准则在面外载荷下含孔层合板的应用

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20210628.008

复合材料科学与工程 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (6): 52-57.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20210628.008

一种失效准则在面外载荷下含孔层合板的应用

秦建兵¹, 赵玺², 梁荣娜¹

1.航空工业集团西安飞机工业(集团)有限责任公司,西安 710089;
2.中航西飞民用飞机有限责任公司,西安 710089

收稿日期:2020-10-26 出版日期:2021-06-28 发布日期:2021-08-03
作者简介:秦建兵(1986-),男,硕士,高级工程师,主要从事复合材料结构强度方面的研究,qinjianbingtyut@163.com。

APPLICATION OF FAILURE CRITERIA IN THE COMPOSITE LAMINATEOPEN HOLE FOR OUT-OF-PLANE LOADS

QIN Jian-bing¹, ZHAO Xi², LIANG Rong-na¹

1. AVIC Xi′an Aircraft Industry (Group) Company Ltd., Xi′an 710089, China;
2. AVIC XAC Commercial Aircraft Co., Ltd., Xi′an 710089, China

Received:2020-10-26 Online:2021-06-28 Published:2021-08-03

摘要/Abstract

摘要： 开孔和面外弯曲会引起层合板局部应力过高,导致局部基体开裂、纤维断裂以及层间分层等失效模式。本文采用解析法和有限元法相结合的方法,对开孔无限大层合板的孔边应力进行研究。基于经典层合板理论和复变函数理论对复合材料平板在面外载荷作用下进行孔边应力分析,通过保角变换,解决应力函数在复杂孔形边界上的问题;引入Puck和Yamada-Sun混合强度失效准则,对层合板刚度进行迭代,研究了带孔复合材料平板孔边真实应力应变分布,并与有限元结果进行了对比,吻合较好。本文工作以期能对开孔层合板的失效预测提供指导。

关键词: 复合材料, 开孔, 复变函数, 弯曲, 失效准则

Abstract: The failure modes that local matrix cracking, fiber breakage and delamination caused by local high stress which were introduced by hole and bending. Stresses around the hole edge of infinite laminated plate were studied with the method of analytic method and finite element method. Based on the classical laminated plate theory and the theory of complex function the calculation method was developed for the analysis of open holes in composite structures under out-of-plane loads, using conformal representation, and the boundary issue of stress function on the complex aperture was solved. Real stress and strain distribution around the hole were investigated by the introduction of Puck and Yamada-Sun mixture strength failure criterion, through the comparison with the finite element results, and a good agreement can be found. The hole laminated plate failure could be predicted based on the guide of this paper.

Key words: composite; open holes; complex function; bending; failure criteria

中图分类号:

TB332

秦建兵, 赵玺, 梁荣娜. 一种失效准则在面外载荷下含孔层合板的应用[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(6): 52-57.

QIN Jian-bing, ZHAO Xi, LIANG Rong-na. APPLICATION OF FAILURE CRITERIA IN THE COMPOSITE LAMINATEOPEN HOLE FOR OUT-OF-PLANE LOADS[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2021, 0(6): 52-57.

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APPLICATION OF FAILURE CRITERIA IN THE COMPOSITE LAMINATEOPEN HOLE FOR OUT-OF-PLANE LOADS

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