共固化阻尼膜夹嵌复合材料加筋圆柱壳的振动特性

1

作者 周越松 孙兴帅 +3 位作者 梁森 孔佳利 郑明辉 郑长升 《机械强度》 北大核心 2025年第5期29-37,共9页

为研究共固化阻尼膜夹嵌复合材料加筋圆柱壳在固支边界下的动力学性能,制备了共固化阻尼膜夹嵌复合材料加筋圆柱壳试件,搭建了动力学模态试验平台,求解了加筋圆柱壳试件的基频、阻尼比和模态振型,并验证了有限元模型的准确性,进一步通... 为研究共固化阻尼膜夹嵌复合材料加筋圆柱壳在固支边界下的动力学性能,制备了共固化阻尼膜夹嵌复合材料加筋圆柱壳试件,搭建了动力学模态试验平台,求解了加筋圆柱壳试件的基频、阻尼比和模态振型,并验证了有限元模型的准确性,进一步通过数值模拟方法探讨了几何参数对结构振动特性的影响。结果表明,加强筋高度变化,结构的基频、阻尼比和模态振型会发生突变,且在突变前存在合适的高度值使整体结构同时兼顾阻尼和刚度需求;复合材料厚度一定时,随单层阻尼厚度或阻尼层数增加,整体结构基频逐渐减小,阻尼比逐渐增大;对于单层阻尼复合材料加筋圆柱壳,阻尼层越接近内蒙皮,其刚度越高,反之阻尼能力越好。 展开更多

关键词 共固化阻尼膜夹嵌复合材料 加筋圆柱壳 动力学性能 模态试验 数值模拟

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先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析 被引量：5

2

作者 张志峰 陈浩然 白瑞祥 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期631-635,共5页

基于精细三角形Mindlin板单元构造了用于先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析的三角形复合材料加筋平面壳单元.肋骨和蒙皮采用了相同位移插值形函数,保证两者变形协调性的同时,又放松了肋骨转动的约束.肋骨放置的数量、位置和角度... 基于精细三角形Mindlin板单元构造了用于先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析的三角形复合材料加筋平面壳单元.肋骨和蒙皮采用了相同位移插值形函数,保证两者变形协调性的同时,又放松了肋骨转动的约束.肋骨放置的数量、位置和角度可以任意,为结构的单元网格剖分带来了很大便利.通过算例验证了该协调独立转角加筋板壳单元的有效性,特别是在分析高肋格栅结构时有较高的精度.最后分析了内外加筋形式对等格栅加筋柱壳稳定性的影响. 展开更多

关键词 加筋板壳单元 稳定性分析 复合材料等格栅加筋圆柱壳

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复合材料纵横加筋圆柱壳自由振动分析 被引量：8

3

作者 肖汉林 刘土光 +1 位作者 张涛 余小菲 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2005年第6期4-7,47,共5页

使用能力法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,在计算加筋结构应变能和动能时,将加筋结构的作用影响平均在整个壳体区域。然后代入Lagrange方程得... 使用能力法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,在计算加筋结构应变能和动能时,将加筋结构的作用影响平均在整个壳体区域。然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平均法计算的结果比采用离散方法计算的结果偏小。还研究了壳体和加筋结构参数的变化对圆柱壳自由振动频率的影响。 展开更多

关键词 振动与波 自由振动 复合材料圆柱壳 纵横加筋 能量法

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复合材料格栅加筋板布局优化设计 被引量：10

4

作者 梁东平 徐元铭 彭兴林 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期527-530,542,共5页

采用遗传算法在总体屈曲约束条件下对复合材料格栅加筋板进行布局优化设计。采用一种参数化的平铺等效刚度计算方法,用于分析格栅加筋板的总体屈曲。最后通过有限元分析对优化结果的有效性进行验证。设计变量为轴向和横向的筋条间距、... 采用遗传算法在总体屈曲约束条件下对复合材料格栅加筋板进行布局优化设计。采用一种参数化的平铺等效刚度计算方法,用于分析格栅加筋板的总体屈曲。最后通过有限元分析对优化结果的有效性进行验证。设计变量为轴向和横向的筋条间距、筋条高度和厚度,筋条的布局。该方法适用于在给定板的全部可选尺寸参数,面内设计载荷,边界条件,材料属性条件下,对复合材料格栅加筋板进行质量最轻的布局优化。 展开更多

关键词 复合材料格栅加筋板 总体屈曲 布局优化

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新的复合材料格栅加筋板的平铺等效刚度法 被引量：10

5

作者 吴德财 徐元铭 贺天鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期495-502,共8页

针对薄壁复合材料格栅加筋结构的受力特点,在改进原有力学假设的基础之上,推导了一种新的平铺等效刚度计算方法,它充分考虑了筋条和面板之间的相互作用．通过格栅单元结构布局形式的参数化表示,建立了通用的力学分析模型;该模型可用于... 针对薄壁复合材料格栅加筋结构的受力特点,在改进原有力学假设的基础之上,推导了一种新的平铺等效刚度计算方法,它充分考虑了筋条和面板之间的相互作用．通过格栅单元结构布局形式的参数化表示,建立了通用的力学分析模型;该模型可用于分析各种结构布局形式和面板铺层方式下的结构总体屈曲问题,故对于航空航天结构设计非常有用．结合Rayleigh-Ritz方法,推导出了求解格栅加筋板屈曲载荷的通用线性特征方程;最后,分析了多种类型格栅结构的算例,并与现有的各种方法进行了比较,结果更为精确,因而对格栅加筋结构的优化设计具有很好的应用价值． 展开更多

关键词 复合材料格栅加筋结构 平铺等效刚度法 总体屈曲 Rayleigh-Ritz方法 特征方程

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复合材料纵横加筋圆柱壳自由振动分析(英文) 被引量：4

6

作者 肖汉林 刘土光 +1 位作者 张涛 余晓菲 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第3期470-478,共9页

使用能量法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,文中的计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平... 使用能量法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,文中的计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平均法计算的结果比采用离散方法计算的结果偏小。最后还研究了壳体和加筋结构参数以及静水压力的变化对圆柱壳自由振动频率的影响。文中利用平均法来处理加筋结构,简化理论推导并减少了计算。 展开更多

关键词 自由振动 复合材料圆柱壳 纵横加筋 静水压力 能量法

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复合材料格栅结构扁球壳的外压稳定性分析 被引量：6

7

作者 蔡奕霖 周仕刚 +1 位作者 宫占锋 薛元德 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期41-45,共5页

采用有限元法分析均布外压作用下复合材料扁球壳结构的屈曲和后屈曲行为,讨论了铺层顺序等对屈曲及后屈曲行为的影响,在此基础上提出扁球壳体的格栅加筋方案并进行优化设计。结果表明,该格栅加筋方案可有效提高此类结构的抗屈曲能力,可... 采用有限元法分析均布外压作用下复合材料扁球壳结构的屈曲和后屈曲行为,讨论了铺层顺序等对屈曲及后屈曲行为的影响,在此基础上提出扁球壳体的格栅加筋方案并进行优化设计。结果表明,该格栅加筋方案可有效提高此类结构的抗屈曲能力,可供飞机结构中复合材料后压力框等类似部件的设计参考。 展开更多

关键词 复合材料 格栅结构 扁球壳 稳定性 后压力框

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轴向冲击下环向加筋复合材料圆柱壳的非线性动力响应 被引量：1

8

作者 肖汉林 吴英友 +2 位作者 朱显明 刘土光 张涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期84-89,101,共7页

采用半解析的方法,建立离散加筋圆柱壳模型,基于复合材料多层扁壳大挠度的剪切变形理论,利用Ham ilton原理导出环向加筋复合材料圆柱壳的非线性运动控制方程;用Galerk in方法对空间变量进行离散,将位移和载荷展开为双级数,得到有关时间... 采用半解析的方法,建立离散加筋圆柱壳模型,基于复合材料多层扁壳大挠度的剪切变形理论,利用Ham ilton原理导出环向加筋复合材料圆柱壳的非线性运动控制方程;用Galerk in方法对空间变量进行离散,将位移和载荷展开为双级数,得到有关时间的常微分方程组,最后采用R-Kutta方法数值求解.通过算例,讨论了加筋肋骨几何参数、铺层角度、辅层方式、铺层层数等因素对动力响应的影响。 展开更多

关键词 复合材料圆柱壳 环向加筋 轴向冲击 非线性动力响应

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复合材料格栅结构稳定性分析 被引量：6

9

作者 何景轩 何国强 +1 位作者 任明法 侯晓 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期331-335,347,共6页

推导了复合材料层合壳单元和层合梁单元的切线刚度阵,并给出用于复合材料格栅结构分析的梁壳刚度阵,建立了相应的复合材料格栅壳体结构有限元模型,并对其特征值稳定性的计算进行了研究。考虑了单元剖分大小对结构屈曲临界力和模态波形... 推导了复合材料层合壳单元和层合梁单元的切线刚度阵,并给出用于复合材料格栅结构分析的梁壳刚度阵,建立了相应的复合材料格栅壳体结构有限元模型,并对其特征值稳定性的计算进行了研究。考虑了单元剖分大小对结构屈曲临界力和模态波形图的影响,并结合实际情况分析了边界条件变化对结构屈曲稳定性的影响,为工程中复合材料格栅结构的设计提供了有益结论。 展开更多

关键词 格栅结构 复合材料壳体 稳定性 有限元

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进化神经网络在复合材料格栅结构设计中的应用 被引量：6

10

作者 荣晓敏 徐元铭 吴德财 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期305-309,共5页

根据Kolmogorov多层神经网络映射存在定理,利用进化神经网络来实现结构设计参数(输入)与结构响应参数(输出)的全局非线性映射关系,以此来代替实际结构优化过程中存在的大量有限元计算,从而提高优化效率。以遗传算法为优化求解器,神经网... 根据Kolmogorov多层神经网络映射存在定理,利用进化神经网络来实现结构设计参数(输入)与结构响应参数(输出)的全局非线性映射关系,以此来代替实际结构优化过程中存在的大量有限元计算,从而提高优化效率。以遗传算法为优化求解器,神经网络屈曲稳定性响应面为主要约束,对复合材料格栅加筋结构的优化问题进行了分析研究。算例表明,在相同(有限元)样本数据的情况下,进化神经网络通过自适应调节网络结构和权值,可获得比BP神经网络更高精度的映射模型,具有很强的泛化能力。该方法可为解决大型复合材料结构优化设计提供一条高效途径。 展开更多

关键词 复合材料 格栅加筋板 结构优化 进化神经网络 遗传算法

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复合材料格栅结构优化设计中的计算智能技术 被引量：3

11

作者 荣晓敏 徐元铭 吴德财 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期926-929,共4页

针对复合材料格栅结构优化设计多变量、多约束、连续和离散混合变量、高度非线性的难点,提出了用进化神经网络来实现结构设计参数(输入)与结构响应参数(输出)的全局非线性映射关系,以此来代替优化过程中的有限元计算,以提高优化效率.以... 针对复合材料格栅结构优化设计多变量、多约束、连续和离散混合变量、高度非线性的难点,提出了用进化神经网络来实现结构设计参数(输入)与结构响应参数(输出)的全局非线性映射关系,以此来代替优化过程中的有限元计算,以提高优化效率.以遗传算法为优化求解器,神经网络屈曲稳定性响应面为主要约束,对复合材料格栅加筋结构进行优化.结果表明,在相同样本数的情况下,进化神经网络可获得比BP网络更高精度的映射模型,具有很强的泛化能力.该方法可以为解决大型复合材料结构优化问题提供一条高效途径. 展开更多

关键词 计算智能 进化神经网络 遗传算法 复合材料 格栅加筋板 结构优化

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复合材料加筋壳稳定性研究 被引量：3

12

作者 蒋鞠慧 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2001年第2期5-9,共5页

本文根据复合材料加筋壳的材料特性 ,获得了环肋、纵筋、斜筋和三角形网格加筋壳的广义刚度系数 ,从而将圆柱壳与加筋壳的稳定性问题统一起来。并利用Donell壳体理论 ,推导了在外压作用下 ,复合材料加筋圆柱壳总体失稳的临界压力公式。

关键词 复合材料 加筋圆柱壳 广义刚度法 稳定性

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偏置椭球冠状先进复合材料后压力框格栅结构方案 被引量：1

13

作者 徐非凡 周仕刚 蔡启阳 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第7期53-57,97,共6页

本文研究了偏置椭球方程,改变相关参数可得到不同尺寸和形状的后压力框,得到了一种偏置椭球冠状后压力框外形的确定方法。由某型飞机的尺寸相关要求确定后压力框的外形,采用有限元法对此种形式的后压力框进行内压作用下的应变分析以及... 本文研究了偏置椭球方程,改变相关参数可得到不同尺寸和形状的后压力框,得到了一种偏置椭球冠状后压力框外形的确定方法。由某型飞机的尺寸相关要求确定后压力框的外形,采用有限元法对此种形式的后压力框进行内压作用下的应变分析以及外压作用下的稳定性分析,采用局部壳体稳定性分析的研究方法确定加筋基本方案,并对格栅加筋后的后压力框进行外压下稳定性分析,考虑不同加筋形式的影响,最终得出较优的格栅加筋结构方案。 展开更多

关键词 先进复合材料 后压力框 偏置椭球壳 格栅结构 稳定性

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椭球状先进复合材料后压力框格栅结构方案 被引量：1

14

作者 蔡启阳 周仕刚 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第11期92-98,26,共8页

采用非线性有限元法分析均布外压作用下先进复合材料椭球壳不同位置、不同区域大小的结构屈曲和后屈曲行为,讨论了底直径、曲率半径、边界条件和弯曲刚度等对屈曲及后屈曲行为的影响,确定出屈曲时具有上临界载荷和下临界载荷的不同壳体... 采用非线性有限元法分析均布外压作用下先进复合材料椭球壳不同位置、不同区域大小的结构屈曲和后屈曲行为,讨论了底直径、曲率半径、边界条件和弯曲刚度等对屈曲及后屈曲行为的影响,确定出屈曲时具有上临界载荷和下临界载荷的不同壳体位置的区域范围,在此基础上提出椭球壳复合材料后压力框格栅加筋方案并进行优化,最后确定椭球壳格栅结构加筋方案,相应格栅结构椭球壳具有较高的下临界载荷。而由此形成的格栅结构确定方法也可以应用于类似壳体格栅结构加筋方案的确定。 展开更多

关键词 先进复合材料 后压力框 椭球壳 格栅结构 稳定性

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基于高阶理论的加筋复合材料夹芯结构屈曲有限元模型 被引量：5

15

作者 张东健 郑锡涛 +3 位作者 闫雷雷 路拓 徐建辉 张聪 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1686-1698,共13页

加筋复合材料夹芯结构由于面板与夹芯层的力学性能差异较大,层间剪切变形明显,层间剪切应力对结构的屈曲特性影响非常明显.此外筋条与面板之间横向剪切变形也会显著地影响加筋夹芯结构的屈曲特性.因此,需要发展一种能准确计算面板与芯... 加筋复合材料夹芯结构由于面板与夹芯层的力学性能差异较大,层间剪切变形明显,层间剪切应力对结构的屈曲特性影响非常明显.此外筋条与面板之间横向剪切变形也会显著地影响加筋夹芯结构的屈曲特性.因此,需要发展一种能准确计算面板与芯体之间、筋条与板之间横向剪切应力的模型来分析复合材料加筋夹芯结构的屈曲特性.文章推导了正弦型整体-局部高阶剪切变形理论,该理论满足面内位移、横向剪切应力连续条件和自由表面条件,并且未知量个数独立于加筋夹芯板的层数.基于此理论,结合离散的Kirchhoff三角形单元(DKT单元)构造了正弦型整体-局部高阶三角形板单元(SGLT),该单元满足面内位移在厚度方向的锯齿分布和横向剪切应力层间连续性条件,并通过两个数值算例验证了模型的准确性.随后评估了金属面板加筋夹芯板和复合材料面板格栅加筋夹芯板在各种几何、材料参数和边界条件下的屈曲特性.数值分析结果表明,建立的有限元模型能准确地预测加筋复合材料夹芯结构的屈曲行为.并且相较于三维有限元模型,建立的模型具有更高的计算效率. 展开更多

关键词 加筋复合材料夹芯结构 横向剪切应力 屈曲特性 格栅加筋夹芯板 三角形单元

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构型参数对格栅圆柱壳侧压稳定性影响研究

16

作者 余承斌 孙士平 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第8期185-187,共3页

基于有限元参数化建模方法,开展了受侧压格栅圆柱壳的稳定性分析。在总体积相同情况下,以正交格栅、正交各向异性格栅、等格栅圆柱壳为研究对象,分析了圆柱壳包含不同体胞数、不同体胞构型以及给定体胞数时蒙皮厚度、筋骨尺寸变化对结... 基于有限元参数化建模方法,开展了受侧压格栅圆柱壳的稳定性分析。在总体积相同情况下,以正交格栅、正交各向异性格栅、等格栅圆柱壳为研究对象,分析了圆柱壳包含不同体胞数、不同体胞构型以及给定体胞数时蒙皮厚度、筋骨尺寸变化对结构临界屈曲载荷、失稳模式的影响。计算结果表明:等体积下,格栅圆柱壳存在最佳匹配的体胞构型和体胞数来最大化临界屈曲载荷;侧压圆柱壳最大临界屈曲载荷发生在局部失稳与整体失稳的过渡区。 展开更多

关键词 格栅圆柱壳 稳定性 屈曲载荷 失稳模式

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格栅加筋土挡墙流固耦合动力响应的有限元解法

17

作者 周世良 王多垠 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期38-42,共5页

格栅加筋土挡墙由面板、格栅和填土组成,其流固耦合结构特性越来越引起工程界的关注。文中根据格栅加筋土挡墙筋土相互作用特点,将土工格栅与其上下表面一定厚度的土层视为具有应变相容条件的筋土复合材料。基于自洽理论导出筋土复合材... 格栅加筋土挡墙由面板、格栅和填土组成,其流固耦合结构特性越来越引起工程界的关注。文中根据格栅加筋土挡墙筋土相互作用特点,将土工格栅与其上下表面一定厚度的土层视为具有应变相容条件的筋土复合材料。基于自洽理论导出筋土复合材料的本构模型,引入饱和多孔介质模型来模拟填土和筋土复合材料,依此建立饱水格栅加筋土挡墙结构特性数值分析的数学模型。采用Galerkin加权残值法推导出有限元分析方程,利用Newmark逐步积分法求解该方程,可得饱水格栅加筋土挡墙的动力响应。 展开更多

关键词 格栅加筋土挡墙 数值分析 复合材料 多孔介质

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先进复合材料AGS结构损伤扩展分析 被引量：1

18

作者 张志峰 王江 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期8-13,16,共7页

基于精细加筋单元模型提出了一种用于先进复合材料格栅加筋(AGS)结构的损伤启始和扩展分析方法。该方法同时考虑了层内损伤和层间损伤,其中,层内损伤包括蒙皮纤维破坏、蒙皮基体开裂、蒙皮纤维-基体剪切破坏以及肋骨纤维破坏,而层间损... 基于精细加筋单元模型提出了一种用于先进复合材料格栅加筋(AGS)结构的损伤启始和扩展分析方法。该方法同时考虑了层内损伤和层间损伤,其中,层内损伤包括蒙皮纤维破坏、蒙皮基体开裂、蒙皮纤维-基体剪切破坏以及肋骨纤维破坏,而层间损伤为蒙皮分层损伤。对于层内损伤采用材料常数退化准则;而对于分层损伤,提出了一种新的等效刚度退化准则。通过典型算例证明了该损伤模型用于AGS结构分析的有效性,并详细分析了中心含孔复合材料正交各向异性格栅加筋曲板和光板在轴压下的损伤扩展机理和行为。计算结果表明,蒙皮层内损伤往往先于分层损伤发生并扩展,纤维-基体剪切破坏在45°铺层扩展速度最快,分层损伤区域极易发生局部蒙皮失稳。 展开更多

关键词 先进复合材料格栅加筋结构 损伤启始和扩展 分层损伤

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含分层损伤AGS起裂和扩展过程数值模拟 被引量：1

19

作者 于瑾 陈浩然 白瑞祥 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期469-474,共6页

建立了在压缩荷载下先进复合材料格栅加筋结构(AGS)后屈曲阶段的分层起裂和扩展过程的数值模拟方法.首先,基于一阶剪切变形理论和Von Karman几何非线性关系,提出了AGS结构后屈曲有限元分析模型;其次,采用总能量释放率准则,并利用虚裂纹... 建立了在压缩荷载下先进复合材料格栅加筋结构(AGS)后屈曲阶段的分层起裂和扩展过程的数值模拟方法.首先,基于一阶剪切变形理论和Von Karman几何非线性关系,提出了AGS结构后屈曲有限元分析模型;其次,采用总能量释放率准则,并利用虚裂纹闭合法(VCCT)及自适应网格的生成和移动技术分析了分层损伤的扩展过程,在分析过程中考虑了分层前缘的接触效应;最后,应用OpenGL实现了分层损伤的扩展动态可视化过程.通过典型算例,讨论了肋骨与分层中心的相对位置,以及蒙皮的铺层方式对AGS结构的分层起裂和扩展过程的影响.所提方法和所得结论对AGS结构的承载能力预测将具有参考价值. 展开更多

关键词 先进复合材料格栅加筋结构(AGS) 后屈曲 总能量释放率准则 分层起裂和扩展 OpenGL动态可视化

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