复合材料力学上机编程作业(计算层合板刚度).docx
《复合材料力学上机编程作业(计算层合板刚度).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《复合材料力学上机编程作业(计算层合板刚度).docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
复合材料力学上机编程作业
学院：
SchoolofCivilEngineering专业：
EngineeringMechanics
小组成员信息：
JamesWilson（201203189001）、TauYoung（201203189001）
复合材料力学学了五个星期，这是这门课的第一次编程作业。
我和杨涛结成一个小组，我用的是Fortran编制的程序，TauYoung用的是matlab编制。
其中的算例以我的Fortran计算结果为准。
Matlab作为可视化界面有其独到之处，在附录2中将会有所展示。
作业的内容是层合板的刚度的计算和验算，包括拉伸刚度A、弯曲刚度D以及耦合刚度B。
首先要给定层合板的各个参数，具体有：
层合板的层数N；各单层的弹性常数E1、E2、、G12；各单层对应的厚度；各单层对应的主方向夹角。
然后就要计算每个单层板的二维刚度矩阵Q，具体公式如下：
；；；；
得到Q矩阵后，根据课本上讲到的得到。
然后根据z坐标的定义求出到，接下来，最重要的一步，根据下式计算A、B、D。
一、书上P110的几个问题可以归纳为以下几个类型。
（1）正交铺设5层对称层合板（T5-7）
数据文档
层数5
层序数厚度mE1（Pa）E2（Pa）v12v21G12（Pa）角度（°）
11.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
21.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1090.00
31.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
41.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1090.00
51.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
（2）正交铺设6层反对称层合板（T5-8）
数据文档
层数6
层序数厚度mE1（Pa）E2（Pa）v12v21G12（Pa）角度（°）
11.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
21.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1090.00
31.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
41.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1090.00
51.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+100.00
61.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1090.00
（3）5层对称角铺设层合板（T5-9）
数据文档
层数5
层序数厚度mE1（Pa）E2（Pa）v12v21G12（Pa）角度（°）
11.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
21.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+10-30.00
31.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
41.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+10-30.00
51.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
（4）6层反对称角铺设层合板（T5-10）
数据文档
层数6
层序数厚度mE1（Pa）E2（Pa）v12v21G12（Pa）角度（°）
11.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
21.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+10-30.00
31.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
41.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+10-30.00
51.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+1030.00
61.00E-039.60E+102.40E+100.100.401.00E+10-30.00
（5）我还想验证一个书上的例题，在课本P114。
三层层合板，外层厚度t1，内层10t1，正交铺设比m=0.2,。
玻璃/环氧单层板性能：
E1=5.4E10Pa，E2=1.8E10Pa，v21=0.25，G12=8.8E9Pa。
数据文档
层数3
层序数厚度mE1（Pa）E2（Pa）v12v21G12（Pa）角度（°）
11.00E+005.40E+101.80E+100.0830.2508.80E+090.00
21.00E+015.40E+101.80E+100.0830.2508.80E+0990.00
31.00E+005.40E+101.80E+100.0830.2508.80E+090.00
二、验证Verchery的论文里给出的数值算例。
这里一直到Table5的数据都是从Verchery的论文中截获。
Verchery论文中的18层序列，第（21）式【laminateswithoutbending-extensioncoupling】的排列有两种材料，一种是Boron-Epoxy，一种是Glass-Epoxy。
而且都给出了最终的计算结果Q，A*，D*。
下面是我的Fortran计算数据文档和结果文档。
（1）Boron-Epoxy材料。
（Boron-Epoxy）数据文档
层数18
层序数厚度mE1（Pa）E2（Pa）v12v21G12（Pa）角度（°）
11.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
21.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
31.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
41.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
51.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
61.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
71.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
81.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
91.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
101.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
111.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
121.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
131.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
141.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
151.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
161.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+090.00
171.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+0960.00
181.00E-032.04E+111.85E+100.0210.2305.59E+09-60.00
（2）Glass-Epoxy材料。
（Glass-Epoxy）数据文档
层数18
层序数厚度mE1（Pa）E2（Pa）v12v21G12（Pa）角度（°）
11.00E-033.86E+108.27E+090.0560.
升级会员 