Damage tolerance of fully orthotropic laminates in compression
Damage tolerance of fully orthotropic laminates in compression
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全正交各向异性层压板在压缩过程中的损伤容限
DOI：
10.1016/j.compscitech.2011.09.010
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发表时间：
2012
影响因子：
9.1
通讯作者：
Baker N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Baker N
本文用一个已有的板条模型分析了最多21层的完全正交各向异性复合材料层合板的冲击后压缩强度。可以是对称的、反对称的或非对称的候选铺层被预选为不表现出弹性耦合响应，其中应用了制造规则。选择这些准则，沿着使用一个简单的替代子层压板屈曲模型，以允许分析设计空间中所有可行的层压板，而不需要过多的计算时间。结果表明，虽然在设计空间中的非对称铺层的列入并没有得到好处方面的最大可实现的损伤容限，这些层压板可以表现出损伤容限接近反对称设计的一些层数，并优于对称的解决方案在大多数情况下。还注意到，在某些情况下，增加层压板中的层数实际上可以降低损伤容限的最高可实现的阈值载荷，这是由于泊松比对子层压板屈曲具有很大的影响。在所有情况下，替代模型的平均误差都很低，最大非保守误差小于1%。与完全穷举搜索相比，替代屈曲模型减少了99%以上的计算时间。
The compression after impact (CAI) strength of fully orthotropic composite laminates with up to 21 plies is presented, as analysed by an existing strip model. Candidate layups, which can be symmetric, anti-symmetric or non-symmetric, are preselected to exhibit no elastic coupling response, with manufacturing rules applied. These criteria, along with the use of a simple surrogate sublaminate buckling model, were chosen to allow analysis of all feasible laminates in the design space without excessive computation time. Results indicate that although the inclusion of non-symmetric layups in the design space does not give benefits with respect to maximum achievable damage tolerance, these laminates can exhibit damage tolerance close to that of an anti-symmetric design for some ply counts, and better than symmetric solutions in most cases. It is also noted that in some instances increasing the number of plies in a laminate can actually reduce the highest achievable threshold load for damage tolerance, as a result of the large influence Poisson’s ratio has on sublaminate buckling. Average errors in the surrogate model were low in all cases, with maximum non-conservative errors less than 1%. The surrogate buckling model reduced computational time by over 99% when compared to the fully exhaustive search.
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