变间距连续纤维分布增强复合板的纤维分布设计

摘要

纤维的曲线铺设和变间距设计是应用于连续纤维分布增强复合材料的一种变刚度设计。目前,曲线铺设工艺复杂,难度高。本文针对直线铺设,提出一种基于等间距纤维分布增强复合板的变间距纤维分布复合板的设计方法。首先建立等间距纤维增强复合板的微观有限元模型,分析板中纤维和基体的应力和变形,再根据等强度法,由纤维横截面上的正应力拟合出变间距的纤维分布函数。文中分别以受均布压应力和局部压应力作用的连续纤维增强复合方板为例进行了变间矩纤维分布设计。与等间距纤维分布相比,变间距纤维分布增强复合板中的纤维应力、基体应力和板的变形都有了不同程度地下减,降幅在16%至37%之间。