《細觀尺度複合材料層合板偶應力工程理論及細觀有限元》是依託瀋陽航空航天大學，由陳萬吉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：細觀尺度複合材料層合板偶應力工程理論及細觀有限元
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳萬吉
- 依託單位：瀋陽航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將開展各向異性細觀尺度層合板修正偶應力理論，細觀有限元法和細觀材料工程參數標定的試驗研究。該理論為申請者首創。目前細觀尺度偶應力理論研究多限於平面和三維理論，沒有像經典彈性理論那樣建立了完整的工程梁、板殼理論。早期建立的細觀尺度偶應力板理論多限於各向同性C0偶應力模型（含兩類位移和至少含兩個材料細觀參數），與經典梁、板模型差異很大。近期推出的各向同性梁、板的C1對稱修正偶應力模型含一類位移和一個材料細觀參數，建立的模型與經典梁、板模型同構，尺度效應直觀，但是，修正偶應力理論只能用於各向同性材料。本項目將深化首次提出的新的各向異性修正偶應力一般理論。系統建立C1修正偶應力層合梁、板工程理論體系，建立滿足層間應力連續的高階細觀尺度複合材料層合板偶應力工程理論和層間應力的尺度效應研究。有限元法研究將建立收斂檢驗函式和保證收斂的單元。同時開展基於修正偶應力理論細觀材料長度參數標定的試驗研究。
結題摘要
目標：系統建立細觀尺度修正偶應力複合材料層合梁、板工程理論，特別是滿足層間連續條件的整體-局部高階理論；建立可靠的偶應力層合板有限元方法,以往都限於位移法，本項目開展基於廣義變分原理的偶應力層合板有限元方法研究。本項目獨立創新建立了各向異性層合板的偶應力本構方程和相應的修正偶應力理論。理論完善和工程套用集中解決了如下的關鍵問題1修正偶應力模型中合理引入z向轉動參數的假設。2修改現有的整體_局部理論滿足層間剪應力和偶應力矩的連續條件。關鍵解決偶應力矩（位移二階導數）連續性.3首次建立了滿足增強型分片檢驗的偶應力層合板的單元。推出複合材料層合板和夾層板新模型，C0模型和有限元方法；振動和穩定性尺度效應分析基於修正偶應力理論;一個重要的進展從位移法發展為基於廣義變分原理的雜交法，其優勢表現在如下幾個方面:（1）平衡前處理可以提高特徵值計算精度,例如:動力和穩定性分析.（2）基於廣義變分原理的雜交法可以改進位移法的單元性能：實現滿足層間預平衡；解除橫向剪下閉鎖。層合板的雜交法不僅僅滿足層間剪力連續，而且滿足層間的平衡。經典的雜交法是放鬆單元間的連續性。滿足z向的平衡，可能會提高傳統有限元的性能（剪下奇變，剪下閉鎖）；（3）可以解除位移法計算完全固定點橫向剪下應力的問題,例如,位移法計算懸臂樑的固定端的橫向剪力為零. 本項目對標定試驗的理論和層合梁標定試驗的問題做了初步探討。結論是與經典連續體力學不同，細觀本構方程中材料細觀長度常數的標定不僅與材料有關，還與採用那種細觀理論有關。 發表論文24篇（其中SCI收錄12篇，國核心心期刊12篇）
