[发明专利]基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法

摘要

本发明涉及复合材料设计领域，具体地说是一种基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法。包含信息输入模块、运算模块与信息输出模块。在信息输入模块中输入材料性能信息、铺层信息及载荷数据信息，计算程序会根据输入的数据计算出复合材料层合板的三个刚度矩阵A、D、B，并计算出相应的柔度矩阵A’、D’、B’。然后根据层合板柔度矩阵与基础载荷信息计算得到层合板的整体应变及挠曲率，进一步可以得到每一单层的主方向应力应变及整体坐标下的应力应变信息，利用最大应力或者最大应变失效准则，得到基础载荷作用下应力与极限强度比值的最大值。由于载荷与应力应变之间是线性相关关系，故可以根据比值最大值求得复合材料层板的最小失效载荷。

主权项

1.一种基于最大应力准则的复合材料层合板极限载荷计算方法，其特征在于：包含信息输入模块、运算模块与信息输出模块，其中运算模块又分为三个子模块，分别为基础材料属性计算模块、典型应力应变响应计算模块以及强度及失效形式计算模块；输入数据并运行后，计算程序会根据信息输入模块中输入的数据先计算出每单层刚度矩阵，再根据铺层信息整合成层合板刚度矩阵及柔度矩阵；然后根据层合板柔度矩阵与基础载荷信息计算得到层合板的整体应变及挠曲率，进一步可以得到每一单层的主方向应力应变及整体坐标下的应力应变信息，利用最大应力或者最大应变失效准则，得到基础载荷作用下应力与极限强度比值的最大值；由于载荷与应力之间是线性相关关系，故可以根据比值最大值求得复合材料层板的最小失效载荷，即极限强度；通过确定比值最大值所在的铺层及应力应变信息，得到极限载荷下失效铺层的层数及最可能的失效形式。