分别应用工程算法和有限元软件ANSYS对碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板的压缩稳定性进行了分析，得到了加筋板的临界失稳屈曲载荷和屈曲模态；同时对复合材料加筋板进行了压缩稳定性试验，并与计算结果进行了对比验证。结果表明：碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板具有后屈曲承载能力，其压缩破坏形式主要为筋条的脱胶、断裂和蒙皮的撕裂；工程算法结果、有限元计算结果与试验得到的临界屈曲载荷误差分别为13.8%和-15.5%，结果较吻合，证明了工程算法的正确性和有限元模拟方法的合理性。
所属栏目
物理模拟与数值模拟国家自然科学基金资助项目(51475470)
收稿日期
2015/6/192015/10/5
作者单位
张浩宇:空军工程大学航空航天工程学院， 西安 710038
何宇廷:空军工程大学航空航天工程学院， 西安 710038
冯 宇:空军工程大学航空航天工程学院， 西安 710038
谭翔飞:空军工程大学航空航天工程学院， 西安 710038
邵 青:空军工程大学航空航天工程学院， 西安 710038
尹 翔:陆航驻203所军事代表室， 西安 710038
备注
张浩宇(1993-)，男，山西忻州人，硕士研究生。
引用该论文:
ZHANG Hao-yu,HE Yu-ting,FENG Yu,TAN Xiang-fei,SHAO Qing,YIN Xiang.Compressive Buckling Property of Carbon Fiber Reinforced Epoxy Resin Composite Stiffened Panel[J].Materials for mechancial engineering,2015,39(12):59～62
张浩宇,何宇廷,冯 宇,谭翔飞,邵 青,尹 翔.碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板的压缩屈曲特性[J].机械工程材料,2015,39(12):59～62
参考文献
【1】
王平安,矫桂琼,王波,等.复合材料加筋板在剪切载荷下的屈曲特性研究［J］.机械强度, 2009,31(1):78-82.
【2】
ATEVENS K A，RICCI R,DAVIES G A O. Buckling and post-buckling of composite structures［J］. Composites, 1995,26(3):189-199.
【3】
MEZGHANI K. Long term environmental effects on physical properties of vinylester composite pipes［J］. Polymer Testing, 2012,31(1):76-82.
【4】
万玉敏,张发,竺铝涛,等.泡沫夹层复合材料与复合材料层合板低速冲击性能的比较［J］.机械工程材料, 2014,38(7):90-94.
【5】
丁金涛,唐应伟,金天国,等.复合材料加筋板失稳分析的工程计算方法研究［J］.兵器材料科学与工程, 2015,38(1):44-49.
【6】
吴存利,段世慧,李新祥.复合材料波纹板剪切载荷作用下的屈曲试验与分析［J］.航空学报, 2011,32(8):1453-1460.
【7】
孔斌,叶强,陈普会,等.复合材料整体加筋板轴压后屈曲的传载机制［J］.复合材料学报, 2010,27(5):142-149.
【8】
BISAGNI C, LANZI L. Post-bucklingoptimisation of composite stiffened panels using neural networks［J］. Composite Structures, 2002,58(2):237-247.
【9】
王春寿,陈普会,隋晓东,等.复合材料多墙盒段的设计与后屈曲性能［J］. 复合材料学报, 2013,30(5):174-179.
【10】
PAIK J K, SEO J K. Nonlinear finite element method models for ultimate strength analysis of steel stiffened-plate structures under combined biaxial compression and lateral pressure actions—part Ⅱ：stiffened panels［J］. Thin-Walled Structures, 2009,47(8/9):998-1007.
【11】
WANG D, ABDALLA M M. Global and local buckling analysis of grid-stiffened composite panels［J］. Composite Structure, 2015,119:767-776.
【12】
谢可勇,李晖,孙岩,等.湿热老化对纤维增强树脂基复合材料性能的影响及其机理［J］.机械工程材料, 2014,38(8):1-5.
【13】
陈涛,何宇廷,邵青,等.湿热环境对纤维增强树脂基复合材料加筋板剪切性能的影响［J］.机械工程材料, 2014,38(4):59-62.
【14】
冯宇,何宇廷,邵青,等.湿热环境对复合材料加筋板压缩性能的影响［J］.机械工程材料, 2015,39(1):73-76.
【15】
OWENS G A, SCHOFIELD S E. Thermal cycling and mechanical property assessment of carbon fibre fabric reinforced PMR-15 polyimide laminates［J］. Composites Science and Technology, 1988,33(3):177-190.
【16】
ZHANG A, LI D, LU H, et al. Qualitative separation of the effect of voids on the bending fatigue performance of hygrothermal conditioned carbon/epoxy composites［J］. Materials and Design, 2011,32(10):4803-4809.
【17】
卞栋梁,李曙林,常飞,等.损伤位置对复合材料加筋壁板轴压承载能力的影响［J］.机械工程材料, 2014,38(9):95-98.
【18】
中国航空研究院.复合材料结构设计手册［M］.北京:航空工业出版社, 2001:340-364.
【19】
JEDIDI J, JACQUEMIN F, VAUTRIN A. Design of accelerated hygrothermal cycles on polymer matrix composites in the case of a supersonic aircraft［J］. Composite Structure, 2005,68(4):429-437.
