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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第,3,章,層合板的剛度與強度,第3章層合板的剛度與強度,1,I.,層合板概述,層合板,由兩層或兩層以上的單層板疊合而成的整體結(jié)構(gòu)單元,.,一,.,層合板的特點,層合板的特點：,厚度方向非均勻，因此會產(chǎn)生耦合效應(yīng)，使變形情況復(fù)雜；,各向異性（某些結(jié)構(gòu)具有一定對稱性）；,鋪層情況多樣，整體未必有確定的彈性主方向；,力學(xué)性質(zhì)不僅取決于鋪層的力學(xué)性質(zhì)和厚度，也取決于鋪層,的方向、層數(shù)和順序,.,I.層合板概述層合板由兩層或兩層以上的單層板疊合而成的整體,2,層合板的各單層間粘接牢固，不滑移、不脫離，有共同變形；,
2、(1),=,(2),=,(n),各單層板近似處于平面應(yīng)力狀態(tài)；,z,=0,，,yz,=,zx,=0,直線法假設(shè)：彎曲前垂直于中面的直線段，彎曲變形后仍為,直線，并垂直于變形后的中面，且長度不變,.,二,.,基本假設(shè),上表面,下表面,中面,zx,=,yz,=0,z,=0,層合板的各單層間粘接牢固，不滑移、不脫離，有共同變形；二.,3,對稱層合板,一般層合板,三,.,層合板的表示法,0,-45,90,45,0,0/45/90/-45/0,0,45,90,45,0,0/45/90,S,0,90,90,0,0/90,S,含多個子層合板,90,0,90,0,90,0,0/90,3,有連續(xù),重復(fù),鋪層,0
3、,45,45,90,90/45,2,/0,有連續(xù),正負(fù),鋪層,0,-45,45,90,90/45/0,有編織物鋪層,0,90,45,(45)/(0,90),對稱層合板一般層合板三.層合板的表示法0-45904500,4,混雜纖維層合板,90G,45K,0C,0,C,/45,K,/90,G,C,：碳纖維,Carbon,K,：芳綸纖維,Kevlar,G,：玻璃纖維,Glass,B,：硼纖維,Boron,夾層板,0,90,C,5,90,0,0/90/C,5,實例,-h/2,h/2,0,0,0,0,0,0,90,90,90,90,45,45,-45,-45,-45,-45,-45,-45,0,3,/9
4、0,2,/45/-45,3,S,混雜纖維層合板90G45K0C0C/45K/90GC：碳,5,四,.,層合板的分類,按照各單層板相對于中面的排列位置，層合板分為：,對稱層合板、非對稱層合板、夾芯層合板三大類,.,對稱層合板,層合板內(nèi)中面兩側(cè)對應(yīng)處的各單層，材料和厚度相同，鋪層,角相等、鋪設(shè)順序相同,.,即,(z)=(-z),，,Q,ij,(z)=Q,ij,(-z).,正交對稱層合板：只有相互垂直的兩種鋪層方向，如,0/90/0,S,.,對稱均衡層合板：鋪層角為,-,的單層數(shù)與,角的單層數(shù)相同，,且可包含任意數(shù)量的,0,層和,90,層,.,對稱均衡斜交層合板：僅由數(shù)量相等的,-,層和,+,層組成
5、，不,含,0,層和,90,層，如,/-,2S,.,四.層合板的分類 按照各單層板相對于中面的排列位置，層,6,非對稱層合板,層合板內(nèi)各單層中纖維的排列方向與中面不對稱,.,反對稱層合板：滿足,(z)=-(-z),關(guān)系式的層合板,.,一般非對稱層合板：不滿足上式的層合板,.,夾芯層合板,由兩層薄的高強度、高彈性模量材料的面板，夾著一層厚且,低密度的芯層所組成的結(jié)構(gòu),.,夾芯結(jié)構(gòu)可大幅提高層合板的抗彎強度，并增加其受壓穩(wěn)定性,.,非對稱層合板反對稱層合板：滿足(z)=-(-z),7,II.,對稱層合板的面內(nèi)剛度,一,.,面內(nèi)內(nèi)力,-,面內(nèi)應(yīng)變的關(guān)系,N,：面內(nèi)的內(nèi)力,（各單層應(yīng)力的合力）,單位,P
6、am,或,N/m,當(dāng)作用面內(nèi)的內(nèi)力的作用線位于層合板的幾何中面時，只會引起面內(nèi)變形,.,A,ij,：層合板的面內(nèi)剛度系數(shù),單位,Pam,或,N/m,A,ij,面內(nèi)柔度系數(shù),a,ij,II.對稱層合板的面內(nèi)剛度一.面內(nèi)內(nèi)力-面內(nèi)應(yīng)變的關(guān)系N：,8,為便于比較面內(nèi)剛度系數(shù),A,ij,與各單層的模量,Q,ij,，對,A,ij,進(jìn)行正則化處理：,面內(nèi)柔度系數(shù),a,ij,也可正則化處理：,為便于比較面內(nèi)剛度系數(shù)Aij與各單層的模量Qij，,9,A,ij,a,ij,工程彈性常數(shù)：,面內(nèi)拉壓彈性模量,面內(nèi)剪切彈性模量,面內(nèi)泊松耦合系數(shù),面內(nèi)拉剪耦合系數(shù),面內(nèi)剪拉耦合系數(shù),二,.,面內(nèi)工程彈性常數(shù),Aij a
7、ij 工程彈性常數(shù)：面內(nèi)拉壓彈性模量面內(nèi)剪,10,正則化幾何因子,三,.,面內(nèi)剛度系數(shù)的計算,V,i,為某一定向?qū)拥捏w積分?jǐn)?shù),（,V,i,=,n,i,/,n,，,ni,為某一定向?qū)拥膶訑?shù)）,l,為定向數(shù),三.面內(nèi)剛度系數(shù)的計算Vi為某一定向?qū)拥捏w積分?jǐn)?shù),11,四,.,幾種典型對稱層合板的,面內(nèi)剛度,1,、正交鋪設(shè)對稱層合板（正交對稱層合板）,各單層只按,0,、,90,方向鋪設(shè),1,=0,，,2,=90,無拉剪,/,剪拉耦合效應(yīng),四.幾種典型對稱層合板的面內(nèi)剛度1、正交鋪設(shè)對稱層合板（正交,12,2,、斜交鋪設(shè)對稱層合板,無拉剪,/,剪拉耦合效應(yīng),各單層只按,兩種方向鋪設(shè),1,=,，,2,=-,
8、均衡斜交鋪設(shè)對稱層合板,非均衡斜交鋪設(shè)對稱層合板,層數(shù)量,相等,不相等,2、斜交鋪設(shè)對稱層合板無拉剪/剪拉耦合效應(yīng)各單層只按兩種,13,滿足 關(guān)系式，,即正則化面內(nèi)剛度系數(shù)與幾何因子無關(guān),.,3,、準(zhǔn)各向同性層合板,可能的鋪疊方法：,/3,層合板，如,0/60,S,/4,層合板，如,0/45/90,S,/6,層合板，如,0/30/60/90,S,面內(nèi)各個方向的剛度相同（無拉剪,/,剪拉耦合效應(yīng)）,滿足,14,4,、一般,/4,層合板,各單層均按,0,、,90,、,45,、,-45,方向的一種或幾種鋪設(shè),若各單層材料、厚度相同,標(biāo)準(zhǔn),/4,層合板,若各單層材料、厚度不相同,一般,/4,層合板,各角度單層組的作用：,0,層：承受軸向載荷,45,層：承受剪切載荷,90,層：承受橫向載荷和控制泊松耦合效應(yīng),4、一般/4層合板各單層均按0、90、45、-45,15,III.,對稱層合板的彎曲剛度,一,.,彎曲力矩,-,曲率的關(guān)系,III.對稱層合板的彎曲剛度一.彎曲力矩-曲率的關(guān)系,16,層合板剛度與強度講訴ppt課件,17,
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