含SMA復(fù)合材料層合板的彎曲和熱后屈曲分析.pdf

1、本文采用理論分析和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法，研究了埋入形狀記憶合金（簡(jiǎn)稱SMA ）復(fù)合材料層合板的彎曲和熱后屈曲問(wèn)題。主要討論了如何利用SMA 在約束狀態(tài)下的形狀恢復(fù)力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)板的彎曲變形控制、熱屈曲臨界溫度和熱后屈曲變形控制。主要內(nèi)容包括如下： 首先介紹了SMA 的Brinson 一維本構(gòu)模型，并基于Brinson 本構(gòu)模型，推導(dǎo)并給出了完全約束SMA 恢復(fù)力線性化本構(gòu)模型。對(duì)于完全約束SMA ，利用Brinson 非線性模型和恢

2、復(fù)力線性化模型兩種理論，分別計(jì)算了SMA 的恢復(fù)應(yīng)力值，給出了相應(yīng)的應(yīng)力-溫度關(guān)系曲線圖，并比較了兩種模型的計(jì)算結(jié)果差異。與Brinson 非線性模型計(jì)算對(duì)比，表明恢復(fù)力線性化模型能簡(jiǎn)化計(jì)算，同時(shí)具有很好的精度。其次基于復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)的混合率理論，利用SMA 一維Brinson本構(gòu)模型導(dǎo)出了含SMA 復(fù)合材料層合板的本構(gòu)關(guān)系。最后，分別研究了含SMA 復(fù)合材料層合板的彎曲和熱后屈曲問(wèn)題。彎曲問(wèn)題研究了受機(jī)械荷載和均布熱荷載的共同作用下

3、的含SMA 復(fù)合材料層合板的小撓度彎曲。采用Levy 解法，得到了其撓度表達(dá)式。應(yīng)用撓度表達(dá)式，通過(guò)計(jì)算分析了SMA 體積含量、SMA 初始應(yīng)變、在不同大小橫向荷載下的SMA 對(duì)板的彎曲變形的影響。分析表明，SMA 能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)板的彎曲變形控制。熱后屈曲問(wèn)題研究了在均勻熱場(chǎng)作用下的含SMA 復(fù)合材料層合板的熱后屈曲行為。采用Shen 和Lin 提出的攝動(dòng)-Galerkin 混合法，得到了其熱后屈曲平衡路徑。應(yīng)用熱后屈曲平衡路徑公式，通