基体开裂对黏弹性层合圆柱壳延迟失稳的影响

【摘要】 研究了基体蠕变开裂对黏弹性层合圆柱壳的前屈曲变形特征和分岔蠕变屈曲的影响.采用Schapery的耦合基体开裂的积分型本构关系描述铺设单层的力学行为,由细观力学方法将损伤变量值与基体裂纹密度相关联,并建立基体裂纹密度演化与拉伸应力的幂型关系.基于Donnell型扁壳理论和Kármán-Donnell几何非线性关系得到黏弹性层合圆柱壳在轴向压缩下的前屈曲变形与分岔屈曲控制方程,综合应用有限差分、三角级数展开以及Taylor的卷积积分数值递规算法求解问题.针对多组几何参数、损伤演化参数以及两端边界条件,分析对称铺设玻璃纤维/环氧复合材料圆柱壳在耦合基体蠕变开裂时的分岔蠕变屈曲行为.数值结果表明:基体横向开裂损伤显著降低了短圆柱壳分岔蠕变失稳的临界时间和持久临界荷载,但这种影响随着圆柱壳径厚比的增加而减弱直至消失,对中长圆柱壳,损伤效应与圆柱壳两端的边界条件有关.更多还原