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復(fù)合材料設(shè)計(jì)時(shí)初始尺寸

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2022-11-24 15:01

在完成了纖維類(lèi)型、樹(shù)脂體系以及加工工藝的選擇之后, 就可以進(jìn)行鋪層配置的設(shè)計(jì)。首先需要通過(guò)微觀力學(xué)分析或宏觀機(jī)械性能測(cè)試,并且了解預(yù)期纖維體積比,從而確定基層性能。
 
然后,至于我們要選擇什么樣的鋪層配置?進(jìn)行該項(xiàng)目的首個(gè)起點(diǎn)是滿(mǎn)足工程規(guī)范所需的基本工程特性或物理特性,例如通過(guò)鋪層設(shè)計(jì)必須要滿(mǎn)足所需的剛度、強(qiáng)度或熱變形控制角度。
 
這些設(shè)計(jì)性能值可以根據(jù)基層性能進(jìn)行測(cè)量,例如剛度比(Edesign/Eply)。該比率可用于確定下圖中相對(duì)方向上的相對(duì)層數(shù)。
 
 
具有層角變化的強(qiáng)度和剛度比
舉例來(lái)講,假設(shè)需要0.6的平面內(nèi)剛度比。只有少數(shù)鋪層方向可以滿(mǎn)足此剛度比要求;使用[0,±45,90]的鋪層百分比,可能的鋪層可以是[55,0,45]到[52,48,0],這會(huì)隨著±45度鋪層百分比而增加。
 
該方法在這一階段通常不考慮層板在整個(gè)厚度中的位置,但建議采用以下指南來(lái)制定鋪層的貫穿厚度配置:
 
0?、90?、±45?鋪層是承受縱向、橫向和剪切載荷的最佳鋪層,但盡量在每個(gè)方向上至少鋪一層。
 
+45?和-45?層應(yīng)直接接觸,以實(shí)現(xiàn)層間剪切應(yīng)力的最小化。
 
為了最大限度地減少翹曲和層間應(yīng)力,層壓板應(yīng)與其中間平面對(duì)稱(chēng)。
 
應(yīng)最大限度地減少因線性彈性行為引起的應(yīng)力集中而導(dǎo)致失效。
 
在大多數(shù)層壓板設(shè)計(jì)中,最后兩層應(yīng)為±45?,因?yàn)樗鼈兛梢詫⑶抵磷畹拖薅?,并提供一定程度的表面損傷容限。
 
通過(guò)減少層間應(yīng)力,可以提高整個(gè)層壓板的強(qiáng)度。這是通過(guò)在整個(gè)層壓板中重復(fù)使用亞層壓板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
 
不能依賴(lài)地毯圖進(jìn)行最終強(qiáng)度計(jì)算。
 
始終計(jì)算層壓板屬性。
 
 

 
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