复合材料结构稳定性分析指南

稳定性分析是评价结构承载能力的重要环节。本指南以满足复合材料结构设计的需要为目的，较系统地介绍了飞机复合材料结构稳定性分析方法、计算公式、设计曲线和相关的有限元分析软件。所介绍的计算方法和分析软件大多数都经过试验验证，并已用于飞机结构设计。 主要内容包括：复合材料层压结构、复合材料蜂窝夹层结构和较复杂飞机构件的稳定性分析方法，以及复合材料结构非线性后屈曲分析等。指南给出了计算实例和计算结果与试验结果的对比；介绍了稳定性试验的设计方法和新的试验技术；对飞机复合材料结构稳定性研究领域的新课题和发展动态也作了简要介绍。所搜集的内容反映了这一领域国内最新研究成果和国际新近进展。 本指南可供飞机复合材料结构及相关的工程结构的设计、分析、试验、科研和教学人员参考。

第1章 概论

1.1 结构稳定性分析的目的、方法和进展

1.2 复合材料结构稳定性分析的特点和处理方法

1.3 本指南的编写目的、内容及说明

第2章 矩形层压平板的屈曲分析

2.1 概述

2.2 正交各向异性矩形层压平板的屈曲分析

2.2.1 正交各向异性矩形层压平板的轴压屈曲分析

2.2.2 正交各向异性矩形层压平板的剪切屈曲分析

2.2.3 正交各向异性矩形层压平板在复合载荷作用下的屈曲分析

2.3 一般矩形层压平板的屈曲分析

2.3.1 对称层压平板的屈曲分析

2.3.2 非对称层压平板的屈曲分析

2.3.3 对称铺层层压平板在压剪复合载荷作用下的屈曲分析

2.4 层压平板的有限元屈曲分析

2.5 组合型平板的压损载荷

2.6 复合材料层压平板的屈曲设计

2.6.1 铺层设计要求

2.6.2 泊松约束设计

2.6.3 提高板的支持刚度的设计

2.6.4 关于过屈曲设计

2.7 例题

第3章 加筋层压板的屈曲分析和承载能力计算

3.1 概述

3.2 加筋层压板的有限元屈曲分析及软件

3.2.1 有限条元素法的屈曲分析软件BAFLCP

3.2.2 复合材料加筋板壳优化设计软件CPANDA

3.2.3 MSC/NASTRAN大型通用有限元结构分析系统

3.2.4 CMBC复合材料对称层压板屈曲综合分析软件

3.3 加筋层压板屈曲分析的工程简化方法

3.3.1 加筋层压板的局部屈曲分析

3.3.2 加筋层压板的总体屈曲分析

3.3.3 加筋层压板在轴压下的承载能力估算

3.4 应用实例

3.4.1 加筋层压平板的有限元屈曲分析计算和试验结果比较

3.4.2 加筋层压平板蒙皮的局部屈曲计算

3.4.3 加筋层压平板在轴压下的承载能力计算

3.4.4 加筋层压板稳定性的工程简化方法计算和试验结果比较

第4章 复合材料蜂窝夹层结构稳定性分析

4.1 概述

4.2 复合材料蜂窝夹层结构主要力学性能参数计算

4.2.1 复合材料蜂窝夹层板的弯曲刚度

4.2.2 复合材料蜂窝夹层板的拉压刚度

4.2.3 复合材料蜂窝夹层板的剪切刚度

4.3 复合材料蜂窝夹层结构的局部失效分析

4.3.1 复合材料蜂窝夹层结构的局部失效模式

4.3.2 复合材料蜂窝夹层结构的局部失效计算

4.3.3 例题

4.4 复合材料蜂窝夹层结构总体稳定性分析的有限元法

4.4.1 元素的选择

4.4.2 有限元分析概述

4.4.3 例题

4.5 复合材料蜂窝夹层板稳定性计算的工程方法及BUCKLSCP程序介绍

4.5.1 工程计算方法

4.5.2 BUCKLSCP程序简介

4.5.3 例题

第5章 复合材料结构后屈曲分析与设计

5.1 后屈曲研究概况、意义和研究方法

5.1.1 屈曲、后屈曲和破坏的概念

5.1.2 线性屈曲、非线性屈曲和破坏

5.1.3 几何非线性有限元列式

5.1.4 几何非线性问题的解法

5.2 层压板的后屈曲分析

5.2.1 层压板的几何非线性弯曲理论

5.2.2 层压平板的后屈曲特性

5.2.3 层压曲板的后屈曲特性

5.2.4 层压板的后屈曲破坏分析

5.2.5 层压板的二次分支屈曲

5.3 加筋层压板的后屈曲分析

5.3.1 基本假设和计算模型

5.3.2 加筋层压板的后屈曲特性

5.4 考虑温湿效应的后屈曲分析

5.4.1 考虑温湿效应的有限元列式

5.4.2 层压板温湿后屈曲效应

5.5 含分层层压板（壳）的后屈曲分析

5.5.1 分层损伤模型

5.5.2 含单分层损伤层压板的后屈曲特性

5.6 后屈曲分析程序系统（COMPOSS）介绍

5.6.1 COMPOSS的功能

5.6.2 COMPOSS的原理和方法

5.6.3 COMPOSS程序系统的结构特点

第6章 飞机复合材料结构稳定性的有限元分析

6.1 概述

6.2 结构稳定性分析中的“局部二次分析法”

6.2.1 “局部二次分析法”简介

6.2.2 “局部二次分析法”应用实例

6.3 结构稳定性分析的有限元素法概述

6.3.1 适用范围问题

6.3.2 有限元分析时需要注意的问题

6.3.3 有限元分析软件

6.4 几种典型飞机结构稳定性有限元分析算例

6.4.1 加筋层压平板稳定性分析

6.4.2 带开口的层压腹板梁的稳定性分析

6.4.3 多墙翼盒结构的稳定性分析方法

第7章 复合材料结构稳定性试验设计及试验技术

7.1 概述

7.2 稳定性试验设计的技术要求

7.3 稳定性试验件的基本要求

7.4 稳定性试验结果的工程应用

7.4.1 试验结果的有效性确认

7.4.2 试验数据的应用

7.4.3 试验数据的保留和积累

7.5 壁板的压剪复合试验新技术

7.6 壁板复合加载试验中的边框效应问题

附录A 刚度计算

A1 层压板的刚度

A1.1 一般层压板的刚度系数

A1.2 对称层压板的刚度系数

A1.3 对称层压板的等效刚度系数和等效弹性模量

A2 加筋层压板的刚度

A2.1 加筋层压板的面内拉伸/压缩刚度、等效刚度系数和等效弹性模量

A2.2 加筋层压板的弯曲刚度和等效弯曲刚度系数

A2.3 加筋层压板的扭转刚度和等效扭转刚度系数

A2.4 加筋层压板的面内剪切刚度和等效剪切模量 2100433B

复合材料结构稳定性分析指南

作 者：王玫;中国航空研究院

责任编辑：王玫

出版社：航空工业出版社

I S B N：7-80134-996-2

出版日期：2002年09月

《地下结构稳定性分析》系“简明土木工程系列专辑”中的一本。《地下结构稳定性分析》介绍了基坑和隧道工程的一些计算、设计和施工方法以及边坡工程稳定性分析的一些基本方法，并重点介绍了盾构法隧道。结合上海的几个重大工程实例，《地下结构稳定性分析》对基坑和隧道工程的有限元计算和分析过程进行了详细的介绍。《地下结构稳定性分析》还结合广东一岩质公路边坡介绍了极限平衡法、有限元法和极限分析下限法计算边坡安全系数的过程。

总序

前言

基坑工程篇

第1章基坑工程基本理论

第1节概述

第2节基坑工程的研究现状

第3节基坑工程的分类

第4节基坑开挖的主要特征

第5节土压力计算理论

第6节基坑工程支护结构设计理论

第7节侧向位移与地表沉降计算理论

参考文献

第2章基坑工程实例分析

第1节上海轨道交通6号线北洋泾站基坑有限元计算分析

第2节基坑工程标准算例计算及其影响因素分析2100433B

徐前卫，（1973-），男，安徽巢湖人，工学博士，硕士生导师，主要从事隧道及地下结构工程领域的理论研究和数值分析研究。