复合材料结构力学作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII一． 对材料AS4/3501-6进行设计已知61.1,134.0,3.0,86.6,65.9,2.147======ρυmm t GPa G MPa E MPa E T LMPa S MPa Y MPa Y MPa X MPa X C T c T 105,186,4.49,1468,2356=-==-==最大正应力准则为pi pi Tpi Tpi Cpi TSY Y X X R 1222221111,,minσσσσσ=12STEP I Special Stacking Sequence (SSS)（一） 在Task I 载荷作用下已知Longitudinal Load =100 kN ，Transverse Load =-5 kN ， Shear Load =30 kN 外加载荷可等效为{}{}m kN N N N N TT/600502000122211-==对[]0n S 度铺设层合板,{}MPa T447837314925}{-=σ,带入最大正应力准则得N=max{6.3349,2.0054,42.6476}=42.6476，所以[]0n S 所需的最小层数为42.6层，且12σ先破坏对[]90n S 度铺设层合板{}{}MPa T447814925373--=σN=max{0.2541,302.1255,42.6476}=302.1255，所以[]90n S 所需的最小层数为302.1255层，且22σ先破坏 对[](45)n S ±度铺设层合板45度 {}{}MPa T3.19125.1801.5496-=σ,N=max{2.3328,3.6538,18.2124}=18.2124-45度 {}{}MPa T3.19127.3808.1218=σ, N=max{0.51732,7.7065 ,18.2124}=18.2124所以对[](45)n S ±度铺设层合板,共需要18.21*4=72.84层，且12σ先破坏 对[](0/60)n S ±度铺设层合板0度 {}{}MPa T7.2272.65.6366-=σ, N=max{2.7022,0.0333,2.1686}=2.7022+60度{}{}MPa T 8.4507.1852267-=σ, N=max{0.9622,3.7591,4.2933}=4.2933-60度{}{}MPa 2237.3815.1918T-=σ, N=max{1.3069,7.7267,2.1248}=7.37267 所以对[](0/60)n S ±度铺设层合板,共需要7.37*6=44.22层，且22σ先破坏 绘制在表格中，如下所示：从上表中可以看到，[]0n s 所需的层数最少，即质量最轻 对])45/45/(90/0[z y x -铺层，设+45度和-45度的层数相同 (1) 当0度铺层占10%,90度铺层占0%时, 则45度和-45度各占45%时 0度 {}MPa T43987030809}{-=σ, N=13.08+45度 {}MPa T6.24899.1484.9050}{-=σ, N=23.71 -45度 {}MPa T6.24891.5855.268}{-=σ, N=23.71代入最大正应力准则进行校核，经比较得,N=23.71,所以共需要23.71*2=47.42层 (2) 当0度铺层占10%,90度铺层占10%时, 则45度和-45度各占40%时0度,{}MPa T48243327954}{-=σ, N=max{11.865,2.328,4.5905}=11.86590度, {}MPa T 482155514524}{-=σ, N=max{9.8937,31.48,4.5905}=31.4845度, {}MPa T200232211831}{=σ, N=max{5.0216,6.5182,19.07}=19.07-45度, {}MPa T6.20017.8005.1598}{=σ, N=max{0.6783,16.2085,19.0629}=19.0629代入最大正应力准则进行校核，经比较得,N=31.48,所以共需要31.48*2=62.96层 (3) 当0度铺层占10%,90度铺层占20%时, 则45度和-45度各占35%时 0度 {}MPa T53518327248}{-=σ, N=11.5790度 {}MPa T534158310498}{--=σ, N=32.04+45度 {}MPa T 177943414048}{-=σ, N=16.94-45度 {}MPa T17785.9652.2702}{=σ, N=19.53 经比较得,N=32.04,所以共需32.04*2=64.08层(4) 当0度铺层占10%,90度铺层占25%时, 45度和-45度各占32.5% 0度,{}MPa T5659027327}{-=σ, N= 11.690度, {}MPa T3.5655.16149092}{--=σ, N= 32.682245度, {}MPa T171648115117}{=σ, N= 16.3429-45度,{}MPa T.1.17169.10427.3118}{=σ, N= 21.1113 经比较得,N=32.68,所以共需要32.68*2=65.36层(5)当0度铺层占10%,90度铺层占30%时, 则45度和-45度各占30%时 0度 {}MPa T606927618}{-=σ, N=11.7290度 {}MPa T8.59916557933}{-=σ, N=15.95+45度 {}MPa T 167552516207}{-=σ, N=22.67-45度 {}MPa T16756.11202.3477}{=σ, N=33.49经比较得,N=33.49,所以共需要33.49*2=66.98层(6)当0度铺层占10%,90度铺层占40%时, 则45度和-45度各占25%时 0度 {}MPa T68313028732}{=σ, N=12.290度 {}MPa T6839.17608.6107}{-=σ, N=15.64+45度 {}MPa T164260618561}{-=σ, N=26.0-45度 {}MPa T164212854062}{=σ, N=35.65经比较得,N=35.65,所以共需要35.65*2=71.3层(7)当0度铺层占10%,90度铺层占50%时, 45度和-45度各占20% 0度,{}MPa T79325530507}{=σ, N= 12.9590度,{}MPa T5.7936.19028.4691}{--=σ, N= 38.5 45度,{}MPa T165968521327}{-=σ, N= 15.8-45度,{}MPa T6.16589.14724888}{=σ, N=14.3 经比较得,N=38.5,所以共需要38.5*2=77层(8)当0度铺层占10%,90度铺层占60%时, 则45度和-45度各占15%时 0度 {}MPa T94637832990}{=σ, N=1490度 {}MPa T2.9463.20863607}{--=σ, N=42.2 +45度 {}MPa T172076224781}{-=σ, N=16.3-45度 {}MPa T172017024701}{=σ, N=34.46经比较得,N=42.2,所以共需要42.2*2=84.4层(9)当0度铺层占10%,90度铺层占75%时, 则45度和-45度各占6.25%时 0度 {}MPa T145062239942}{=σ, N=16.9590度 {}MPa T8.144925721729.6-}{-=σ, N=52.07+45度 {}MPa T196487734490}{-=σ, N=18.7-45度 {}MPa T5.196323173722}{=σ, N=46.9经比较得,N=52.07,所以共需要52.07*2=104.14层(10)当0度铺层占25%,90度铺层占0%时, 则45度和-45度各占37.5%时 0度 {}MPa T50756820231}{-=σ, N=8.5883+45度 {}MPa T16329.1-8284.7}{-=σ, N=15.55-45度 {}MPa T9.16326.4949.2475}{-=σ, N=10.01 经比较得,N=15.55,所以共需要15.55*2=31.10层(11)当0度铺层占25%,90度铺层占10%时, 则45度和-45度各占32.5%时0度 {}MPa T56526519118}{-=σ, N=8.1190度 {}MPa T5.5635.10725.9458}{--=σ, N=21.71+45度 {}MPa T134712610829}{-=σ, N=13.85-45度 {}MPa T5.13465.6844.1169}{-=σ, N=12.83 经比较得,N=21.71,所以共需要21.71*2=43.42层(12) 当0度铺层占25%,90度铺层占25%时, 则45度和-45度各占25%时0度,{}MPa T6831819099}{-=σ, N= 8.190度,{}MPa T2.68314117.5669}{--=σ, N=23.0945度,{}MPa T116722213964}{-=σ, N=max{5.93,4.5,11.1}=11.1-45度,{}MPa T1.11676.9006.534}{-=σ, N=max{0.36,18.23,11.1}=18.23 经比较得,N=23.09,所以共需要23.09*2=46.18层(13)当0度铺层占25%,90度铺层占50%时, 则45度和-45度各占12.5%时 0度 {}MPa T104722721050}{=σ, N=9.9790度 {}MPa T10473.13271.2452}{--=σ, N=26.8+45度 {}MPa T110725720408}{-=σ, N=10.54-45度 {}MPa T110712978.1809}{-=σ, N=26.21经比较得,N=26.8,所以共需要26.8*2=53.6层(14)当0度铺层占50%,90度铺层占0%时, 则45度和-45度各占25%时0度 {}MPa T68335712870}{-=σ, N=6.590度 {}MPa T2.6837.4718.9106}{--=σ, N=9.55 +45度 {}MPa T6.10351.1823.9131}{--=σ, N=9.86-45度 {}MPa T6.10356.4967.5367}{-=σ, N=11.05经比较得,N=11.05,所以共需要11.05*2=22.1层(15)当0度铺层占50%,90度铺层占10%时, 则45度和-45度各占20%时0度 {}MPa T79312712568}{-=σ, N=7.5590度 {}MPa T793.5-4.7185492.7-}{=σ, N=14.54 +45度 {}MPa T 8519811957}{--=σ, N=8.1-45度 {}MPa T8518.6894882}{-=σ, N=13.96经比较得,N=14.54,所以共需要14.54*2=29.08层(16)当0度铺层占50%,90度铺层占25%时, 则45度和-45度各占12.5%时0度 {}MPa T10475212812}{=σ, N=9.9790度 {}MPa T10474.7839.2819}{--=σ, N=15.85+45度 {}MPa T73710216105}{--=σ, N=7.01-45度 {}MPa T6.7366.9379.6112}{-=σ, N=18.97 经比较得,N=18.97,所以共需要18.97*2=37.94层在图表中表示如下：从上表中可以看出，当0度铺层占50%,90度铺层占0%时, 则45度和-45度各占25%时所需的层数最少，为22层，此时的重量最轻。