基于组合单元的层压复合材料三维应力分析

为了分析层压复合材料层间特性，推导了将刚性元-弹簧元相结合的离散型界面单元的刚度矩阵。建立了层压板的准三维模型，即将Mindlin板单元应用于层压板的各子层，层间作用则利用上述界面单元来模拟。通过弯曲板元计算子层面内应力，通过界面单元的弹簧力确定层间应力。对受面内拉伸的多向层压板条进行了应力分析，与使用商业软件三维实体模型计算得到的层间和面内应力对比，结果表明准三维模型的计算结果合理。这种新型界面单元的优点是可用来表征层间损伤，并且能通过对弹簧刚度的消减来模拟分层损伤的演变。