反对称铺设复合材料圆柱壳双稳态特性的温度影响理论模型与数值分析

摘要

针对反对称铺设复合材料双稳态圆柱壳在高温环境下容易形变的问题,为了得到受热影响较小的反对称铺设双稳态圆柱壳,分别对Carbon/Epoxy,Carbon/PMR15和T300/5028 Graphite-Epoxy这3种不同材料制备的反对称铺设复合材料圆柱壳在恒温场、均匀温度场和温度梯度场作用下的双稳态特性展开了研究.根据经典层合板理论与最小势能原理建立了对应理论模型,并使用有限元方法对双稳态圆柱壳在这3种不同温度场下的扭曲率kxy、第二稳态主曲率kx2和突变载荷F的变化进行了预测.研究结果表明:这3种温度场对第二稳态主曲率kx2皆有明显的影响,此外均匀温度场对扭曲率kxy的影响更加显著;Carbon/Epoxy和Carbon/PMR15圆柱壳在温度场作用下的扭曲率kxy变化趋势相近,而T300/5028 Graphite-Epoxy的变化却与前两种材料相反,并且其第二稳态主曲率k x2和突变载荷F都更大.