【正文】 夾層梁的設(shè)計(jì) 1) 對(duì)于給定 設(shè)計(jì)載荷和邊界條件的夾層梁 ,求 最大彎距 M 與最大剪力 Q [] fMZbs=2) 確定表板的許用應(yīng)力 [σf] 3) 計(jì)算 單位寬度 所要求的 截面彎曲模量 Z ? 4)按照 質(zhì)量最小原則計(jì)算夾層梁的總厚度 d和表板厚度 t的初始比值 21 tcdtrr=+? ５ )根據(jù) Ｚ值和 d/t的初始值 確定夾層梁的 總厚度 d和表板厚度 tf值 ? ６ )驗(yàn)算表板應(yīng)力 σf值 []()ffffMbt d tss=?夾層梁的設(shè)計(jì) ? 7)求夾芯厚度 tc 2cft d t=? 8)驗(yàn)算表板應(yīng)力 值 2[]()cc cQb d ttt=?+ct夾層梁的設(shè)計(jì) ? 9)當(dāng) 剛度是主要設(shè)計(jì)要求時(shí) ,則需要計(jì)算兩個(gè)剛度參數(shù) D 與 U 33[ ( 1 ) ]12f ccfbE ED d tE?= 夾芯縱向壓縮彈性模量 表板的拉伸彈性模量 1 f??= 表板的泊松比 2cchU G bt=f c fh d t t t= ? +夾芯的剪切彈性模量 用 D 與 U 計(jì)算撓度 δ 3sB k P Lk P LDU? =+外載荷 跨度 與邊界條件有關(guān) 如果計(jì)算撓度 δ大于設(shè)計(jì)要求的值 ,則應(yīng)該 增加夾芯厚度 , 或者 采用剪切模量較大的夾芯材料 受法向均布載荷的夾層平板設(shè)計(jì) ? 適用于邊界條件為 四邊簡(jiǎn)支的矩型夾層平板 ? 邊長(zhǎng)為 a與 b ? 表板 :準(zhǔn)各向同性 。 （ 4）受側(cè)壓夾層板邊緣支持的設(shè)計(jì)建議 夾層板受側(cè)壓作用，邊緣支持設(shè)計(jì)應(yīng)避免發(fā)生面板彎曲引起的平拉伸分層開裂，如圖 a所示為不滿意設(shè)計(jì)。一般采取充填樹脂膠、局部芯子加密、加入墊塊或成形件等辦法增強(qiáng)芯子，如下圖所示。 夾層結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié) （ 1）邊緣閉合設(shè)計(jì) 邊緣閉合有兩種基本形式： 面板折成斜面閉合 ，（如圖 a）和 邊緣連接件閉合 （如圖 b）。剛度和穩(wěn)定性是否滿足要求。 第三步：根據(jù)第二步的分析結(jié)果，按強(qiáng)度準(zhǔn)則修改芯子密度及面板厚度。 （ 2）夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟： 第一步：根據(jù)外載大小，初步確定夾層結(jié)構(gòu)形式及尺寸。 ? 減少昂貴的表板材料的用量 夾層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu) 特點(diǎn) 力學(xué) 材料 上下表板 薄而強(qiáng) 承受軸向載荷 ,彎矩 ,面內(nèi)剪力 金屬材料 。 0x z z ytt??,x y x ys s t0z? =且不計(jì) 對(duì)應(yīng)力的影響 zs,x y x ys s t均等于零 夾層板的受力分析與幾何要素 xyMyMzyQzxyMxMzzxQ1l1h2l2hzx? 由于面板為層合板 ,芯材為 各向同性材料 構(gòu)成的夾層板 ,并作用彎矩 ? 由假設(shè) (2),對(duì)于芯材 xM yM xyM0yzzt?=?0xzzt?=?yzyzQht =xzxzQht =橫向剪力 芯材厚度 ? 如果芯材的剪切模量為 Gc,橫向剪切應(yīng)變 zxxzcQwux z G h? ??= + =??zyyzcQwvy z G h? ??= + =??cG h C=常數(shù) 0 ()zxQwu u zxC?= ?積分后 0 ()zyQwv v zyC?= ?x? y?夾層板變形時(shí)芯材的轉(zhuǎn)角 參考面的面內(nèi)位移 0 xu u z?=0 yv v z?=上下面板中點(diǎn)處的位移為 : 0i i xu u h ?=0i i yv v h ?=i=1:上面板 i=2:下面板 對(duì)應(yīng)的應(yīng)變 00i x xx i i x iuu hhx x x x????? ? ? ?= = ? = ?? ? ? ?00yyiy i i y ivvhhy y y y????????= = ? = ?? ? ? ?000()()yi i xx y i iyxx y iu v u vhy x y x y xhyx???????? ? ? ? ?= + = + ? +? ? ? ? ? ???= ? +??i=1:上面板 i=2:下面板 由假設(shè) (1),上下面板只承受面內(nèi)載荷 11 12 1612 22 2616 26 66x i x iy i y ix y i x y iN A A AN A A AN A A A???? ? ? ???? ? ? ???=? ? ? ???? ? ? ?????? ? ? ?由層合板的內(nèi)力公式 : 整個(gè)夾層板的內(nèi)力為 12x x xN N N=+12y y yN N N=+12x y x y x yN N N=+i=1:上面板 i=2:下面板 12x x xN N N=+011 1 11 2 1 11 1 2 11 2012 1 12 2 1 12 1 2 12 2016 1 16 2 1 16 1 2 16 2[ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] ( )xxxyyyxxyN A A h A h AxA A h A h AyA A h A h Ayx????????= + + +??+ + +???+ +??12y y yN N N=+01 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2 1 2 202 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 202 6 1 2 6 2 1 2 6 1 2 2 6 2[ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] ( )xyxyyyxxyN A A h A h AxA A h A h AyA A h A h Ayx????????= + + +??+ + +???+ +??12x y x y x yN N N=+01 6 1 1 6 2 1 1 6 1 2 1 6 202 6 1 2 6 2 1 2 6 1 2 2 6 206 6 1 6 6 2 1 6 6 1 2 6 6 2[ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] ( )xx y xyyyxxyN A A h A h AxA A h A h AyA A h A h Ayx????????= + + +??+ + +???+ +??夾層板的內(nèi)力矩 2 2 1 1x x xM N h N h=2 2 1 1y y yM N h N h=2 2 1 1x y x y x yM N h N h=0 2 211 2 2 11 1 1 2 11 2 1 11 10 2 212 2 2 12 1 1 2 12 2 1 12 10 2 216 2 2 16 1 1 2 16 2 1 16 1[ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] ( )xxxyyyxxyM A h A h h A h AxA h A h h A h AyA h A h h A h Ayx????????= + + +?? + + +??? + + +??0 2 21 2 2 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 1 2 10 2 22 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 2 2 10 2 22 6 2 2 2 6 1 1 2 2 6 2 1 2 6 1[ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] ( )xyxyyyxxyM A h A h h A h AxA h A h h A h AyA h A h h A h Ayx????????= + + +?? + + +??? + + +??0 2 21 6 2 2 1 6 1 1 2 1 6 2 1 1 6 10 2 22 6 2 2 2 6 1 1 2 2 6 2 1 2 6 10 2 26 6 2 2 6 6 1 1 2 6 6 2 1 6 6 1[ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ][ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ] ( )xx y xyyyxxyM A h A h h A h AxA h A h h A h AyA h A h h A h Ayx????????= + + +?? + + +??? + + +??夾層板的內(nèi)力與應(yīng)變關(guān)系 0N A BM B