復(fù)合材料鋪層設(shè)計(已修改)
2025-08-13 19:39 本頁面
【正文】 復(fù)合材料鋪層設(shè)計復(fù)合材料制件最基本的單元是鋪層。鋪層是復(fù)合材料制件中的一層單向帶或織物形成的復(fù)合材料單向?qū)?。由兩層或多層同種或不同種材料鋪層層合壓制而成的復(fù)合材料板材稱為層合板。復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)件的基本單元正是這種按各種不同鋪層設(shè)計要素組成的層合板。本章主要介紹由高性能連續(xù)纖維與樹脂基體材料構(gòu)成的層合結(jié)構(gòu)和夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理和方法，也介紹復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。一、層合板及其表示方法(1) 鋪層及其方向的表示鋪層是層合板的基本結(jié)構(gòu)單元，其厚度很薄，～。鋪層中增強纖維的方向或織物徑向纖維方向為材料的主方向（1向：即縱向）；垂直于增強纖維方向或織物的緯向纖維方向為材料的另一個主方向（2向：即橫向）。1—2坐標系為材料的主坐標系，又稱正軸坐標系， xy坐標系為設(shè)計參考坐標系。鋪層是有方向性的。鋪層的方向用纖維的鋪向角（鋪層角）θ表示。所謂鋪向角（鋪層角）就是鋪層的縱向與層合板參考坐標X軸之間的夾角，由X軸到纖維縱向逆時針旋轉(zhuǎn)為正。參考坐標系XY與材料主方向重合則為正軸坐標系。XY方向與材料主方向不重合則稱偏軸坐標系，（b）所示。（2）層合板的表示方法為了滿足設(shè)計、制造和力學(xué)性能分析的需要，必須簡明地表示出層合板中各鋪層的方向和層合順序，故對層合板規(guī)定了明確的表示方法。二、單層復(fù)合材料的力學(xué)性能單層的力學(xué)性能是復(fù)合材料的基本力學(xué)性能，即材料工程常數(shù)。由于單層很薄，一般僅考慮單層的面內(nèi)力學(xué)性能，故假設(shè)為平面應(yīng)力狀態(tài)。單層在材料主軸坐標系中通常是正交各向異性材料，在其主方向上某一點處的正應(yīng)變εε2只與該點處的正應(yīng)力σσ2有關(guān)，而與剪應(yīng)力τ12無關(guān)；同時，該點處剪應(yīng)變γ12也僅與剪應(yīng)力τ12有關(guān)，而與正應(yīng)力無關(guān)。材料工程常數(shù)共9個：縱向和橫向彈性模量Ε1和Ε主泊松比ν1縱橫剪切彈性模量 G12，共四個彈性常數(shù)；還有縱向
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