硼-铝强化板的非线性屈曲有限元分析

• 来源期刊: 中国有色金属学报（英文版）
• 关键词: 非线性屈曲 增强物 复合板 分叉失稳 有限元建模
• 年，卷（期）: 2014,（z1）
• 页码范围: 20-28
• 页数: 9页
• 字数: 1204字
• 语种: 英文
• DOI: 10.1016/S1003-6326(14)63283-0

摘要

通过有限元方法（FEA）分析强化复合板的非线性屈曲行为。该模型中硼-铝复合材料由硼基体和嵌入其中的不同形态的Al纤维组成。对片层结构的B-Al矩形板施加横向压缩应力，发现强化纤维对具有不同几何形状板材的屈曲行为有明显影响。建模中采用单向、具有矩形截面的强化纤维。结果表明：加载过程中存在一重要的载荷范围，临界屈曲模式在稳态和非稳态之间反复转变。确定由不同的纤维形态和板材高宽比组成的分叉失稳区域。通过 ANSYS 有限元计算，研究简支边界条件下强化板材的失稳模式，分别得到压应力(σx)与平面收缩(u)以及压应力(σx)与面外挠度(δ)的关系曲线。通过非线性分析，在C1、 C2、 C3和 C4四种形态的纤维中，嵌入C2纤维的板材获得最安全的临界屈服应力。结果表明，FEA非线性屈曲分析可以得到精确的结果。