复合材料力学上机编程作业(计算层合板刚度)Word文件下载.docx
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其中的算例以我的Fortran计算结果为准。
Matlab作为可视化界面有其独到之处,在附录2中将会有所展示。
作业的内容是层合板的刚度的计算和验算,包括拉伸刚度A、弯曲刚度D以及耦合刚度B。
首先要给定层合板的各个参数,具体有:
层合板的层数N;
各单层的弹性常数E1、E2、、G12;
各单层对应的厚度;
各单层对应的主方向夹角。
然后就要计算每个单层板的二维刚度矩阵Q,具体公式如下:
;
得到Q矩阵后,根据课本上讲到的得到。
然后根据z坐标的定义求出到,接下来,最重要的一步,根据下式计算A、B、D。
一、书上P110的几个问题可以归纳为以下几个类型。
(1)正交铺设5层对称层合板(T5-7)
数据文档
层数5
层序数厚度mE1(Pa)E2(Pa)v12v21G12(Pa)角度(°
)
11.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
21.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1090.00
31.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
41.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1090.00
51.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
(2)正交铺设6层反对称层合板(T5-8)
层数6
61.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1090.00
(3)5层对称角铺设层合板(T5-9)
11.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
21.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+10-30.00
31.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
41.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+10-30.00
51.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
(4)6层反对称角铺设层合板(T5-10)
61.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+10-30.00
(5)我还想验证一个书上的例题,在课本P114。
三层层合板,外层厚度t1,内层10t1,正交铺设比m=0.2,。
玻璃/环氧单层板性能:
E1=5.4E10Pa,E2=1.8E10Pa,v21=0.25,G12=8.8E9Pa。
层数3
11.00E+005.40E+101.80E+100.0830.2508.80E+090.00
21.00E+015.40E+101.80E+100.0830.2508.80E+0990.00
31.00E+005.40E+101.80E+100.0830.2508.80E+090.00
二、验证Verchery的论文里给出的数值算例。
这里一直到Table5的数据都是从Verchery的论文中截获。
Verchery论文中的18层序列,第(21)式【laminateswithoutbending-extensioncoupling】的排列有两种材料,一种是Boron-Epoxy,一种是Glass-Epoxy。
而且都给出了最终的计算结果Q,A*,D*。
下面是我的Fortran计算数据文档和结果文档。
(1)Boron-Epoxy材料。
(Boron-Epoxy)数据文档
层数18
层序数厚度mE1(Pa)E2(Pa)v12v21G12(Pa)角度(°
11.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
21.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
31.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
41.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
51.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
61.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
71.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
81.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
91.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
101.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
111.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
121.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
131.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
141.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
151.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
161.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
171.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
181.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
(2)Glass-Epoxy材料。
(Glass-Epoxy)数据文档
层数18
层序数厚度mE1(Pa)E2(Pa)v12v21G12(Pa)角度(°
11.00E-033.86E+108.27E+090.0560.
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