ANSYS有用:对纤维复合材料弹性常数研究的评论
对纤维复合材料弹性常数研究的评论对 4 0多年的单向和正交双向纤维复合材料弹性常数的研究成果进行评论.较详细地介绍了纤维
复合材料弹性常数的计算公式,对各计算公式进行分析,并与其他类似的计算公式进行了比较 最后
给出一些简化的计算公式,可用于复合材料产品的设计和优化设计.
关 键词
1 引言优化1 鼋 计
自从纤维复合材料问世以来,人们对其弹性常数细观力学的理论估算极为重视,由于问
题的复杂和困难性,虽经前人数十年的研究,但还未很好解决 [ 1 1 . 纤维复合材料的最大特点
是性能的可设计性.这包括两方面 :一是性能随组分材料性能和组分比而变化 ;二是性能随
纤维方向和铺层次序而变化.纤维复合材料弹性常数细观力学是研究性能随组分材料性能和
组分 比的变化规律,文献 【 2 — 9 】 主要研究单向纤维复合材料的弹性常数.这种材料的弹性常数
有五个.若以 L表示纵向, T表示横向, w 表示厚度方向,则五个弹性常数为 E L E T , G L T .
Ⅵr和 G W或w.因为单向纤维复合材料可假设为宏观同性材料,所以 GT w与w符合
G T W:E T / 2 ( I +w)根据细观分析, 纤维排列不完全是规整均匀的,因此,E T与 E w w与
I , % V T不完全相同.从实用角度出发,单 向纤维复合材料是薄层状,是构成复合材料的单元,
因此 G w或 V T W不重要.这样主要的是其余四个弹性常数.实际使用的复合材料往往是正交
双向或多向的,在复合材料产品设计中,弹性常数可按层板理论得出,但有时计算较复杂.
若弹性常数有简单的理论估算公式,就可简化复合材料产品设计,特别是简化优化设计的程
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