开孔变刚度层合板压缩屈曲性能研究

针对开孔变刚度层合板，建立3种尺寸的层合板有限元模型，采用了线性屈曲、引入残余热应力的线性屈曲和引入初始缺陷的非线性屈曲的3种分析方法，研究了开孔层合板在压缩条件下的屈曲行为，并通过自动铺丝制造层合板进行试验对比，对3种方法的合理性进行了分析。结果表明，引入残余热应力的线性屈曲分析方法与试验结果最吻合，两者仅相差0.63%。基于该方法，讨论开孔层合板残余热应力分布特点和应力水平，得出了开孔层合板的应力分布云图和应力分布规律，计算出残余热应力对开孔复合材料层合的屈曲影响。结果表明，残余热应力对传统直线开孔层合板的屈曲载荷影响很小，仅提高了3.57%，但大大提高了变刚度开孔层合板的屈曲载荷，最多可达23.40%。说明纤维曲线铺放可以改变内部残余热应力的分布，提高整个开孔层合板承载压缩载荷的能力。