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簡(jiǎn)體中文
?。?）在應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，判斷先失效的單層是發(fā)生局部疲勞破壞還是發(fā)生局部靜力破壞；
?。?）對(duì)于發(fā)生疲勞破壞的單層，計(jì)算循環(huán)應(yīng)力引起的累積損傷和疲勞壽命，對(duì)于發(fā)生靜力破壞的單層，計(jì)算和靜力破壞等效的疲勞累積損傷；
（3）選擇合適的剛度退化準(zhǔn)則對(duì)發(fā)生疲勞破壞或靜力破壞的單層進(jìn)行剛度退化；
（4）返回第1 步重復(fù)上述過程，直到隨著各單層逐次失效終導(dǎo)致層壓板結(jié)構(gòu)總體失效，用失效單層的疲勞壽命累積和表示層壓板疲勞壽命。
采用經(jīng)典層板理論計(jì)算層壓板中各單層的應(yīng)力分布。
經(jīng)典層壓板理論基于以下3 個(gè)假設(shè)：
(1)層間變形一致假設(shè)：層壓板各單層之間粘和牢固，層間變形一致，無相對(duì)位移；
(2)直法線假設(shè)：變形前垂直于板中面的直線在變形后仍保持垂直，且長(zhǎng)度不變；
(3)平面應(yīng)力狀態(tài)假設(shè)：層壓板中各單層都可近似地認(rèn)為處于平面應(yīng)力狀態(tài)。
對(duì)局部高斯點(diǎn)的疲勞和靜強(qiáng)度失效，有兩種剛度退化法。
一種是簡(jiǎn)單的取消剛度的辦法，即基體失效時(shí)令
Q12=Q22=Q66=0，
Q11保持不變；纖維失效時(shí)，進(jìn)一步令Q11=0。
另一種是采用所謂0.4Em剛度退化準(zhǔn)則，這是Tsai通過細(xì)觀力學(xué)分析得出的，?；w失效時(shí)，E1、V12保持不變，而E2下降至0.56E2，G12下降至0.44G12。計(jì)算表明，與簡(jiǎn)單退化剛度相比，0.4Em準(zhǔn)則并沒能使疲勞和剩余強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果更加接近試驗(yàn)，有時(shí)甚至得到不合理的結(jié)果，同時(shí)使得計(jì)算迭代的時(shí)間大大加長(zhǎng)。所以，終還是采用簡(jiǎn)單退化剛度法。
失效分析
在一定的載荷p 作用下，層壓板可能發(fā)生靜力破壞，也可能發(fā)生疲勞破壞。如前所述，這取決于外載荷與先失效強(qiáng)度的比較。如果外載荷p 大于先失效強(qiáng)度Fstrg，那么某個(gè)單層的纖維被立即拉斷，或基體立即開裂，然后根據(jù)失效模式對(duì)層壓板作相應(yīng)的剛度退化，應(yīng)力重新分布，沒有疲勞壽命可言。值得指出的是，在疲勞分析系統(tǒng)中，靜力破壞不僅僅使失效層的剛度退化，同時(shí)也改變?cè)搶拥钠谛阅?。因?yàn)榘l(fā)生靜力破壞的單層，必定在某個(gè)方向也喪失了疲勞承載能力，所以必須把靜力破壞折算成等效的疲勞累積損傷，換言之：發(fā)生靜力破壞的單層也消耗了一定數(shù)量的疲勞壽命。具體做法是：如果發(fā)生纖維斷裂，則將該層的面內(nèi)縱向、橫向和剪切應(yīng)力引起的累積損傷量D1、D2 和D12 均置為1，如果發(fā)生基體破壞，將面內(nèi)橫向應(yīng)力引起的累積損傷量D2 置為1。如果外載荷p小于先失效強(qiáng)度Fstrg，則發(fā)生疲勞失效，隨之作疲勞分析，包括疲勞壽命和累積損傷計(jì)算，對(duì)失效層，只考慮纖維斷裂和基體失效兩種疲勞失效模式，并作相應(yīng)的剛度退化。
層壓板層間應(yīng)力及其計(jì)算方法
層壓板是由不同鋪設(shè)方向的兩層或多層單層材料粘和而成的結(jié)構(gòu)元件，在經(jīng)典層板理論中，在面內(nèi)應(yīng)力作用下多向?qū)訅喊宓拿恳粏螌佣急徽J(rèn)為處于平面應(yīng)力狀態(tài)，層與層之間的應(yīng)力為零。由于層壓板是由性能不同的單層板粘合而成，在載荷的作用下，各單層板變形情況不同，但通過粘結(jié)構(gòu)成一整體協(xié)調(diào)變形，各層之間必須由相互變形協(xié)調(diào)存在應(yīng)力分布，其中有層間剪應(yīng)力和正應(yīng)力存在，實(shí)際上層壓板自由邊或孔邊上層間剪應(yīng)力很高，從而導(dǎo)致這些邊界區(qū)域脫膠分層，層間應(yīng)力是復(fù)合材料特有的破壞機(jī)理之一。