繊維強化複合積層物内のストレスの分布を理解することは、構造の完全性を確保するために不可欠です。この記事は、関与する主要な概念や方法に焦点を当て、ラミネートストレスを計算するためのステップバイステップガイドを提供します。

積層応力分析の基本的な概念

積層応力分析は、適用荷重下で複合積層内で各層が経験する応力を低下させることを含みます。第一次目標は、故障モードを予測し、強度と耐久性のためのラミネート設計を最適化することです。

ステップ1:適用された負荷および境界条件を定める

ラミネートで動作する外部の力と瞬間を特定します。これらには、軸負荷、せん断力、および曲げ瞬間が含まれます。境界条件は、積層がサポートされているか、ローディング中に制約されるかを指定します。

ステップ2:グローバル・スティッシネス・マトリックスの計算

弾性モジュリやポイソンの比率など、各プライの材料特性を使用して、ラミネート全体のための剛さ行列を計算します。 クラシックラミネート理論(CLT)はこの計算のためのフレームワークを提供します。

ステップ3:中惑星の緊張と湾曲を決定する

負荷ベクトルを硬さ行列に塗り、中周波の緊張と湾曲を見つけます。これらは、積層のための主要な変形対策であり、個々の層における応力計算の基礎として機能します。

ステップ4:Ply Stressesを計算する

ミッドプレーン株と湾曲を使用して、各層の緊張を計算します。その後、対応するストレスを見つけるために、プライの剛さ行列を適用します。このステップは、ラミネートの厚さを介してストレス分布を明らかにします。

主要ポイントのまとめ

  • 適用される負荷と境界条件を特定します。
  • 積層物の剛さのマトリックスを材料の特性を使用して計算して下さい。
  • 被ばらの緊張と湾曲を応用荷重から決定します。
  • 緊張と湾曲に基づいて個々の層のストレスを計算します。