内容发布更新时间 : 2024/9/12 22:25:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
二零一六年——二零一七年第一学期
复合材料力学实验报告
实验名称: 层合板的强度分析 班 级: 工程力学13-2班
姓 名: 刘志强 学 号: 02130857 指导教师: 董纪伟
层合板的强度分析
问题:
5有三层对称正交铺设层合板,总厚度为t,外层厚t12,内层厚t,材料为
6v21?0.30,硼/环氧,受轴向拉力Nx作用,E1?2.0?105MPa,E2?2.0?104MPa,G12?6?103MPa,Xt?1.0?103MPa,Xc?2.0?103MPa,Yt?6.0?102MPa,Yc?200MPa,S?60MPa,试求层合板极限载荷(Nx/t)。
解:
1,开始破坏时的“屈服”强度值: (1)计算Qij和Aij:
由A'?A?1,A?51.71?(104t)3(MPa)3得:
000(2)求?x ,?y,?xy(3)求各层应力
(4)用Hill-蔡强度理论求第一个屈服载荷强度理论表达式: 将上述数据代入解得:
显然第一、三层先破坏,即Nx/t=252.3MPa为第一屈服载荷,此时:
各层应力为:
2、进行第二次计算:
00??04??(1)求削弱后的复合板刚度: ?Q?1,3??02.01810??10MPa00???0?其中第一、三层板材料第一主方向破坏后,
不能抗剪,故Q66=0,继续计算复合板刚度A: (2)、求应变和应力:
(3)、由Hill-蔡强度理论得: 将Nx/t=500.5代入第二层求得应力:
即第二层第二主方向破坏,因此层合板在Nx方向全部破坏,层合板不能继续承受载荷。
三层对称正交铺设层合板轴向拉伸ANSYS模拟
1,定义单元类型:
进入前处理,选择添加shell linear layer 99单元,如图:
图1:定义shell99单元
2,设置单元属性:
关闭Labrary of Element Types窗口,打开options设置单元属性:在k8的下拉窗口选择All layers,如图:
图2:设置单元属性
3,添加单元实常数:
关闭添加单元窗口,打开添加实常数窗口,给shell99添加厚度、层合信息。4,定义层合信息:
打开Setions下Shell-Lay-up,添加层合信息,如图:
图3:定义层合信息
点击ok关闭Create and Modify Section 窗口,然后打开Plot Section
窗口检查层合信息。