為獲得高承載效率的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，從纖維纏繞復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可能存在的整體屈曲和局部屈曲兩種失穩(wěn)形態(tài)出發(fā)，推導(dǎo)了用于計(jì)算網(wǎng)格結(jié)構(gòu)整體屈曲載荷和局部屈曲載荷的公式，編寫了用于計(jì)算屈曲載荷的基于MA TL AB語(yǔ)言的用戶程序，并對(duì)480mm網(wǎng)格結(jié)構(gòu)INSTRON1346材料疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了軸壓實(shí)驗(yàn)。將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明：采用整體屈曲法和局部屈曲法能夠較好地預(yù)測(cè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的極限軸壓及其失穩(wěn)模式。
航空、航天領(lǐng)域?qū)Σ牧系慕Y(jié)構(gòu)和質(zhì)量有特殊的要求，在保證結(jié)構(gòu)可靠性的同時(shí)，希望其質(zhì)量越小越好。C／E（碳纖維／環(huán)氧樹脂）復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是一種先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式，與傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)相比，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的質(zhì)量可以大幅度減小，制造費(fèi)用可減少20 %～30%。采用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的探空火箭有效載荷整流罩與目前應(yīng)用的鋁質(zhì)整流罩相比，質(zhì)量減小了60%[1]。復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)通常用于薄壁圓柱或圓錐殼體上，一般由與殼體軸線成一定夾角的縱向筋和環(huán)向筋組成。
影響網(wǎng)格結(jié)構(gòu)承載效率的設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括縱筋的數(shù)目、環(huán)筋的數(shù)目、纏繞角度以及筋截面的高寬比等。在復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)參數(shù)眾多，無(wú)法通過(guò)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的承載能力，這就需要在設(shè)計(jì)方法上尋找突破點(diǎn)，通過(guò)合理選擇設(shè)計(jì)方法提前預(yù)知復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的承載效率。目前，國(guó)內(nèi)外通用的設(shè)計(jì)方法主要有解析法、有限元法和等效剛度法。本文通過(guò)解析法和等效剛度法對(duì)復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)極限軸壓進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明：采用整體屈曲法和局部屈曲法能夠較好地預(yù)測(cè)復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的極限軸壓及其失穩(wěn)模式。
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纖維纏繞復(fù)合材料圓柱網(wǎng)格結(jié)構(gòu)極限軸壓載荷的理論分析.pdf
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