含金属内衬的复合材料缠绕壳结构应力场分析的混合状态Hamilton元半解析法

摘要

本文将基于Hellinger-Reissner广义变分原理,提出一种分析复合材料缠绕壳结构应力场分析的混合状态Hamilton元半解析法。该方法在周向面内采用有限元离散;而沿径向对状态方程进行解析求解。在求解过程中,采用了传递矩阵技术,以保证层间位移和应力的连续性,并建立了缠绕结构的内、外表面状态变量之间的关系。为此,不论缠绕结构的层数有多少,最后都归结为求解缠绕结构内、外表面未知量。同常规位移有限元法相比,此方法大大地降低了求解未知量的数目。文中还采用Chang F K提出的复合材料缠绕结构的破坏准则,对一在服役工况下具有金属内衬的复合材料缠绕壳典型结构进行了强度校核。