Buckling analysis of stiffened variable angle tow panels
Buckling analysis of stiffened variable angle tow panels
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加筋变角度拖板的屈曲分析
DOI：
10.1016/j.compstruct.2013.12.029
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发表时间：
2014
影响因子：
6.3
通讯作者：
Coburn B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Coburn B
与传统的直纤维层压板相比，可变角束（VAT）层压板先前显示出增强的屈曲性能。在这项研究中，开发了一种分析方法，用于分析一种新型叶片加劲增值板的屈曲，以使这种潜力得到更充分的利用。预屈曲和屈曲分析是基于通用的瑞利-里兹程序，在叶片加劲增值面板的代表性部分进行的。屈曲分析包括一阶剪切变形理论，通过引入横向剪切的附加形状函数，因此适用于相对于特征长度具有厚皮的结构。采用两种方法对加劲肋进行建模；理想状态是一束附着在皮肤的中部和一个刚性附着板。与选定案例的有限元分析（Abaqus）结果相比，梁模型和板模型的局部屈曲误差分别小于3%和2%，而梁模型的整体屈曲误差在3%至10%之间。分析模型为计算昂贵的有限元分析提供了准确的替代方案，因此适用于未来设计和优化加强型增值板的工作。
Variable angle tow (VAT) laminates have previously shown enhanced buckling performance compared to conventional straight fibre laminates. In this study, an analytical method is developed for the buckling analysis of a novel blade stiffened VAT panel to allow this potential to be more fully exploited. The prebuckling and buckling analysis, performed on a representative section of a blade stiffened VAT panel, are based on a generalised Rayleigh–Ritz procedure. The buckling analysis includes a first order shear deformation theory by introducing additional shape functions for transverse shear and is therefore applicable to structures with thick skins relative to characteristic length. Modelling of the stiffener is achieved with two approaches; idealisation as a beam attached to the skin’s midplane and as a rigidly attached plate. Comparing results with finite element analysis (Abaqus) for selected case studies, local buckling errors for the beam model and plate model were found to be less than 3% and 2% respectively, whilst the beam model error for global buckling was between 3% and 10%. The analytical model provides an accurate alternative to the computationally expensive finite element analysis and is therefore suitable for future work on the design and optimisation of stiffened VAT panels.
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P. Qiao;J. Davalos;Jialai Wang