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考虑三维应力的复合材料层压板疲劳寿命分析.pdf
复 合 材 料 学 报 第 27 卷 第 1 期 2 月 20 10 年
Acta Materiae Compositae Sinica Vol27 No 1 February 20 10
文章编号 : 1000385 1 (20 10) 0 10 17306
考虑三维应力的复合材料层压板疲劳寿命分析
黄志远 , 李亚智 , 郭晓波
( 西北工业大学 航空学院 , 西安 7 10072)
摘 要 : 由于层间应力的存在 , 受面内载荷作用的复合材料层压板实际处于多轴应力状态 。构建了由刚性元 、
弹簧元和二维板元构成的准三维有限元模型 , 结合单向板在典型应力状态下的疲劳试验结果和疲劳损伤模型 , 发
展了一种考虑三维应力的、预测任意铺层多向层压板疲劳寿命的分析方法 , 包括应力分析 、静力和疲劳累积损伤
失效分析及材料性能退化 3 个主要部分 , 能够模拟面内和层间损伤产生 、发展直至层压板整体破坏的完整过程 ,
并得到疲劳寿命 。对 2 种 T300/ Q Y89 11 多向铺层板进行了实际计算 , 寿命预测结果与试验结果吻合较好 。
关键词 : 复合材料层压板 ; 准三维模型 ; 多轴应力 ; 疲劳损伤 ; 疲劳寿命
中图分类号 : V2 14 . 8 文献标志码 : A
Fatigue l ife prediction of composite laminates incorporating 3D stress analysis
HU AN G Zhiyuan , L I Yazhi , GU O Xiaobo
( School of Aeronautics , Nort hwest ern Polyt echnical U niver sit y , Xian 7 10072 , China)
Abstract : The multidirectional ( MD ) compo sit e laminat es subj ect ed to in p lane loading are in t he t hree
dimen sional st ress st at e due to t he p resence of int erlaminar st resses. A quasi3D finit e element mo del con si sting of
plat e element s , sp ring element s and rigid element s was est abli shed which , to get her wit h t he fatigue damage model s
of unidirectional laminat e , i s u sed to con st ruct a fatigue life estimation p rocedure for MD laminat es wit h arbit rary
st acking sequences. Thi s i s an int egration of st ress analy si s , st atic st rengt h analysi s , cumulative damage analy si s
and t he mat erial p rop ert y degradation s. The application of t he p rocedure for two T300/ Q Y89 11 compo sit e laminat es
de
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