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復(fù)合材料由兩種以上材料組合而成，其組合材料選擇十分廣泛，具有良好的結(jié)構(gòu)和性能可設(shè)計(jì)性，此優(yōu)良特性給工程設(shè)計(jì)提供了更大的自由度，使以往許多難以滿足的及互相矛盾的性能要求，可由復(fù)合材料基體及增強(qiáng)材料的選擇和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加以滿足。本文將對(duì)復(fù)合材料做成對(duì)導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。
目前廣泛使用的復(fù)合材料，如：碳纖維一樹(shù)脂復(fù)合材料、玻璃鋼豫膠復(fù)合板等，具有重量輕、強(qiáng)度高、剛度大、抗疲勞、耐高溫、減振、易加工等特點(diǎn)，并可滿足一些特殊的性能要求，如：透聲性、熱變形等。復(fù)合材料板根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為單層板、多層板。根據(jù)材料組成多層板又可分為層合板、夾芯板。夾芯板一般由厚度較小、剛度較高的面板和厚度較大、剛度很低的芯板組成。面板材料可選用木材、金屬、復(fù)合材料等；芯板材料可選用泡沫、橡膠、塑料等，其結(jié)構(gòu)可采用連續(xù)結(jié)構(gòu)或非連續(xù)結(jié)構(gòu)。
本文研討的導(dǎo)流罩模型采用夾芯板復(fù)合材料設(shè)計(jì)，由三部分組成：上下表面為玻璃鋼，中間夾芯層為梭膠，它具有良好的力學(xué)性能和聲傳播性能，為現(xiàn)代潛艇所廣泛采用。
夾芯板的芯板材料的剛度比面板材料小得多，有較大的柔性，甚至存在結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，因而夾芯板的力學(xué)分析要比單層板、層合板復(fù)雜得多。由于面板對(duì)于自身中面的不對(duì)稱(chēng)性，在面板中存在拉-彎耦合；因?yàn)槿謱?duì)于中面的不對(duì)稱(chēng)，在全局中也存在拉-彎耦合，且鋪設(shè)角的存在，使得結(jié)構(gòu)存在拉一剪禍合。在工程設(shè)計(jì)中，壓剪載荷、橫向載荷下及溫度梯度載荷下的屈服及后屈服力學(xué)行為，是需要考慮的兩個(gè)重要因素。一些發(fā)達(dá)國(guó)家已將后屈服強(qiáng)度引人飛機(jī)及工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中。這意味著面板、芯板中橫向剪切變形及其它非線性因素的影響十分重要。因而夾芯板的理論分析的發(fā)展有自身的獨(dú)立性，必須從對(duì)面板和芯板的假定進(jìn)行模型分類(lèi)。
從文獻(xiàn)對(duì)面板的假定來(lái)看，夾芯板的分析可分為：(1)對(duì)于面板：①面膜理論，忽略面板中剪切應(yīng)力的作用。②剪切變形理論，考慮面板中剪切變形的作用，其中包含有各向同性、各向異性及層合板理論。 (2)對(duì)于芯板：①軟芯理論，忽略芯板的面力的作用。②硬芯理論，考慮了面內(nèi)的拉伸及剪切變形的影響，假定夾芯板為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。③高階軟芯理論，假定芯板為各向同性材料，忽略面內(nèi)的拉伸及剪切變形的影響。
由于復(fù)合材料的構(gòu)造特點(diǎn)，承載復(fù)合材料板殼中可能存在各種禍合效應(yīng)，在某些情況下需要考慮沿厚度方向剪切變形的影響和大撓度引起的幾何非線性等問(wèn)題。復(fù)合材料板殼理論，在研究復(fù)合材料板殼結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)、濕熱載荷下的變形、應(yīng)力分析、穩(wěn)定和振動(dòng)等問(wèn)題方面得到廣泛的應(yīng)用。它與各向同性材料的板殼理論一樣，包含應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、幾何方程、平衡控制方程、邊界條件及初始條件，但由于各種禍合效應(yīng)及物理參數(shù)數(shù)量的增加，其難度與復(fù)雜程度要比各向同性材料的板殼理論大得多。
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