北京航空航天大學劉豐睿獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京航空航天大學申請的專利一種考慮屈曲和首層失效競爭的層板壓剪失效分析方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予,授權公告號為:CN115938514B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-09-23發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202211548134.8,技術領域涉及:G16C60/00;該發(fā)明授權一種考慮屈曲和首層失效競爭的層板壓剪失效分析方法是由劉豐睿;駢瑢;黃岳;孫昊睿;王林娟設計研發(fā)完成,并于2022-12-05向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。
本一種考慮屈曲和首層失效競爭的層板壓剪失效分析方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種考慮屈曲和首層失效競爭的層板壓剪失效分析方法,包括以下步驟:1根據(jù)載荷比計算得到初始載荷;2基于瑞利?里茲法求解層合板的屈曲載荷;3基于Hashin類失效準則預測層合板首層失效載荷;4比較屈曲載荷和首層失效載荷大小,確定層板的失效載荷和失效形式;5由多個載荷比下的失效載荷和失效形式擬合得到層板的壓剪失效曲線,用于判斷任意載荷比下層板的失效情況。本發(fā)明基于理論方法預測了不同壓剪載荷下層板的屈曲載荷和首層失效載荷,建立了考慮屈曲和首層失效競爭的層板壓剪失效分析方法,進一步給出了層板的壓剪失效曲線,可顯著提高結構設計效率,降低試驗成本。
本發(fā)明授權一種考慮屈曲和首層失效競爭的層板壓剪失效分析方法在權利要求書中公布了:1.一種考慮屈曲和首層失效競爭的層板壓剪失效分析方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟A,根據(jù)載荷比計算得到初始載荷; 步驟B,基于瑞利-里茲法求解層合板的屈曲載荷; 步驟C,基于Hashin類失效準則預測層合板首層失效載荷; 步驟D,比較屈曲載荷和首層失效載荷大小,確定層板的失效載荷和失效形式; 步驟E,由η∈-∞,+∞范圍內(nèi)多個載荷比下的失效載荷和失效形式擬合得到層板的壓剪失效曲線,用于判斷任意載荷比下層板的失效情況; 其中,在步驟A中,具體實現(xiàn)過程為: A1給定剪切載荷Nxy與壓縮載荷Nx的比值,即載荷比η: A2給定初始壓縮載荷為: 進而計算得到初始剪切載荷: Nxy0=ηNx02 其中,在步驟B中,具體實現(xiàn)過程為: B1基于瑞利-里茲法假定層合板的面外位移場為含待定系數(shù)的表達式: 其中,w為層板中性面內(nèi)任意一點的面外z方向位移場,Wij為表達式中的待定系數(shù),fx,y,i,j為層板的形函數(shù),I和J控制著模擬位移場所用形函數(shù)的數(shù)量; B2結合經(jīng)典層板理論得到整個層合板的總應變能U,層合板所受的外力功K和總勢能Π; Π=U+K4 B3將位移場代入總勢能表達式,以總勢能最小化為目標,令總勢能Π對每一個待定系數(shù)Wij求變分,將問題轉(zhuǎn)化為公式5所示的線性方程組,對結構的屈曲特征值進行求解; B4取層板各屈曲特征值的最小值為層板的臨界屈曲特征值λcr,計算得到層板在當前載荷比下的屈曲載荷: 其中,和分別為層板屈曲時的壓縮載荷和剪切載荷; 其中,在步驟E中,具體實現(xiàn)過程為: E1在η∈-∞,+∞范圍內(nèi)選取多個載荷比,按照上述步驟A-D分別求解同一層板結構在不同載荷比下的失效載荷和失效形式; E2以壓縮載荷為橫坐標,剪切載荷為縱坐標,在直角坐標系中畫出各失效載荷對應點,按照失效形式將點擬合為多段屈曲曲線和首層失效曲線,再由各段曲線組合得到該層板結構在η∈-∞,+∞范圍內(nèi)的壓剪失效曲線; E3對于任意給定載荷比η*,滿足NxyNx=η*的所有載荷點在直角坐標系中組成射線,射線與壓剪失效曲線的交點對應的橫縱坐標即為該載荷比下的層板失效壓縮和剪切載荷; 其中,如果射線與壓剪失效曲線的交點落在屈曲曲線上,則該載荷比下結構失效形式為屈曲;如果射線與壓剪失效曲線的交點落在首層失效曲線上,則該載荷比下結構失效形式為首層失效。
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