復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分習(xí)題

1、1,已知鋁的工程彈性常數(shù)E= 69Gpa, G=26.54Gpa, u =0.3求鋁的柔量分量和模量分量。2.由T300/4211復(fù)合材料的單向?qū)雍蠘?gòu)成的短粗薄壁圓筒 ，如圖2-2所示，單層方向?yàn)檩S線 方向。已知壁厚t為1mm,圓筒平均半徑 R0為20mm ,試求在軸向力 p= 10kN作用下, 圓筒平均半徑增大多少（假設(shè)短粗薄壁圓筒未發(fā)生失穩(wěn)，且忽略加載端對(duì)圓筒徑向位移的約束）？3 .一個(gè)用單向?qū)雍习逯瞥傻谋”趫A管，在兩端施加一對(duì)外力偶矩M=0,1kN m和拉力p=17kN （見(jiàn)圖2-10）。圓管的平均半徑 R0=20mm ,壁厚t=2mm。為使單向?qū)雍习宓目v向 為最大主應(yīng)力方向，試求單向?qū)?/p>

2、合板的縱向與圓筒軸線應(yīng)成多大角度？支州物飛田的4 .試求B （4） /5505復(fù)合材料偏軸模量的最大值與最小值，及其相應(yīng)的鋪層角。5 .一個(gè)由T300/4211單向?qū)雍习鍢?gòu)成的薄壁圓管，平均半徑為R0,壁厚為t,其單層縱向與軸線成450。圓管兩頭在已知拉力P作用下。由于作用拉力的夾頭不能轉(zhuǎn)動(dòng)，試問(wèn)夾頭受到多大力偶矩？6,由T300/4211復(fù)合材料構(gòu)成的單向?qū)雍蠄A管，已知圓管平均半徑R0為20mm ,壁厚t為2mm，單層的縱向?yàn)閳A管的環(huán)向，試求圓管在受有氣體內(nèi)壓時(shí)，按蔡-胡失效準(zhǔn)則計(jì)算能承受多大壓力 p?7.試求斯考契1002 （玻璃/環(huán)氧）復(fù)合材料在0 =45的軸下按蔡-胡失效準(zhǔn)則計(jì)算的拉伸

3、與壓縮強(qiáng)度。8,試給出各向同性單層的三維應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系式。9,試給出各向同性單層的三維應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系式。10 .試給出單層正軸在平面里變狀態(tài)下的折算柔量和折算模量表達(dá)式。11 .試給出單層偏軸時(shí)的 3j與正軸時(shí)的Cij之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式。12,已知各向同性單層的工程彈性常數(shù)E、G、u具有如下關(guān)系式：G=E/2 （1+v）試分別推導(dǎo)其對(duì)應(yīng)的模量分量與柔量分量表達(dá)式。13.兩個(gè)相同復(fù)合材料的單向?qū)雍习鍢?gòu)成同樣直徑與壁厚的圓筒，一個(gè)單層方向是軸線方向，另一個(gè)單層方向是圓周方向，將兩個(gè)圓筒對(duì)接膠接，當(dāng)兩端受有軸向力時(shí)，試問(wèn)兩個(gè)圓筒的直徑變化量是相同還是不相同的，為什么？2 15陶個(gè)時(shí)底比西2. 14.在

4、正軸下，一點(diǎn)處的正應(yīng)變 eT、e 2只與該處的正應(yīng)力bt、(r2有關(guān)，而與剪應(yīng)力T 1無(wú)關(guān)，為什么？15 .一塊邊長(zhǎng)為a的正方形單向?qū)雍习?，材料?T300/4211,厚度為h=4mm ,緊密地夾在兩塊剛度無(wú)限大的剛性板之間(見(jiàn)圖2-16),在壓力p=2kN作用下，試分別計(jì)算在(a)、(b)兩種情況下，單向?qū)雍习逶趬毫方向的變量Aa,哪一種情況的變形較?。?6 .試用應(yīng)力轉(zhuǎn)換和應(yīng)變轉(zhuǎn)換關(guān)系式，證明各向同性材料的工程彈性常數(shù)存在如下關(guān)系式：G=E/2 (1+v)。17 .試計(jì)算由1 ： 1織物玻璃/E42構(gòu)成的單向?qū)雍习逶?0 =45褊軸下的工程彈性常數(shù)Ex(45)與Gxy(45),并與00向

5、、900向的比較。18 .已知單層的EL、EK vL,試用偏軸450測(cè)出Ex(45)后，給出計(jì)算材料面內(nèi)剪切彈性模 量GLT的表達(dá)式。19 .試樣為正方形單向?qū)雍习?，每邊用鋼制邊條和試樣連在一起，兩邊條之間用錢(qián)鏈連接， 沿一對(duì)角線施加的拉伸載荷，通過(guò)邊條夾緊試樣產(chǎn)生的摩擦力形成面內(nèi)剪切載荷，如圖2-17所示。已知載荷 P與其相應(yīng)測(cè)得£y以及試樣的邊長(zhǎng) a,式樣厚度h。試求單向?qū)雍习宓拿鎯?nèi)剪切彈性模量GLT20 .有一單向?qū)雍习逯瞥傻谋”趫A管，平均半徑R0= 20mm,壁厚t=1mm,在兩端受一對(duì)外力偶矩 M=0.3kNm及拉力P= 15kN作用下，欲使圓管不發(fā)生軸向變形，必須滿足 什

6、么條件？若為 T300/4211材料，試問(wèn)單向?qū)雍习宓目v向與圓管軸線應(yīng)成多大角度？21 .試計(jì)算由1 ： 1織物玻璃/E42構(gòu)成的單向?qū)雍习逶? =45的軸下按蔡-胡失效準(zhǔn)則計(jì)算的拉伸、壓縮和面內(nèi)剪切強(qiáng)度，并與 00向、900向的比較之。22 .有一單向?qū)雍习逯瞥傻谋”趫A管，材料為 T300/4211 ,平均半徑 R0= 20mm,壁厚t =1mm ,鋪層方向與軸線成 300。試按蔡-胡失效準(zhǔn)則分別確定受扭和受拉時(shí)的極限載荷。23 .試確定T300/4211制成的正交鋪設(shè)對(duì)稱(chēng)層合板 06/906s在正則化面內(nèi)力 Nx*=100Mpa 作用下的各層應(yīng)力和應(yīng)變，并按最大應(yīng)力失效準(zhǔn)則校核強(qiáng)度。已知安

7、全系數(shù)n=2o圖3-31 ±45羈拉伸試樣24 .試判斷下列對(duì)稱(chēng)層合板試各向異性、正方對(duì)稱(chēng)還是準(zhǔn)各向通性層合板：0/902/0s 0/902/02s 602/-602s0/902/-45/45M5/45s 0/60/ 0/60-602s 0/90/-452/452s25 .試證明在單軸正則化內(nèi)力Nx*作用下，正交鋪設(shè)對(duì)稱(chēng)層合板的各向°xy （k）=0,斜交鋪設(shè)對(duì)稱(chēng)層合板的各層by （k） =0。27 .試求T300/4211層合板在±45s的拉伸彈性模量，以及 T300/4211單向?qū)雍习?452T疊合在一起（不粘結(jié)）構(gòu)成的層合板的拉伸彈性模量，并比較之。28 .

8、試寫(xiě)出如下層合板的 A*ij與*ij或Q*ij之間的關(guān)系式：04/904S 04/902/45Z-452T 0/ 602/-60S 45/-45S 452/45T 30/-30T29 .已知T300/4211材料制成的08/908T拉伸式樣，長(zhǎng)l = 0.1m ,寬b = 25mm ,厚h =1.73mm。假如試樣兩端夾頭不允許轉(zhuǎn)動(dòng)，試求在層合板單層開(kāi)始失效時(shí)的拉伸載荷p。30 .試問(wèn)當(dāng)平移平面的距離為多少時(shí)使耦合剛度系數(shù)為零？并說(shuō)明此時(shí)的彎曲剛度 系數(shù)D*11 ,為極小值。31 .試分別給出0/90S、/ S、0/45/90/ 45S、規(guī)則非對(duì)稱(chēng)正交鋪設(shè)層合板及規(guī)則 反對(duì)稱(chēng)層合板的正則化面內(nèi)

9、剛度系數(shù)與單層模量（或單層模量線性組合）之間的關(guān)系式。32 .當(dāng)規(guī)則反對(duì)稱(chēng)層合板受到載荷Nx*和M*xy作用時(shí)，為使x向達(dá)到無(wú)限大剛度系數(shù)，試問(wèn)兩載荷應(yīng)符合什么條件？33 .試計(jì)算T300/QY8911層合板-60/0/60s在Nx*作用下按蔡-胡失效準(zhǔn)則計(jì)算的最先 一層失效強(qiáng)度和極限強(qiáng)度。34 .試計(jì)算T300/4211層合板0/90s在M*x作用下按蔡-胡失效準(zhǔn)則計(jì)算的極限強(qiáng)度。35 .在建立復(fù)合材料基本力學(xué)關(guān)系時(shí)，提出了哪些假設(shè)？哪些是關(guān)于物理方面的？哪些是關(guān)于幾何方面的？在建立基本力學(xué)關(guān)系中都起到哪些作用？36 .受單向拉伸的復(fù)合材料直桿，已知其位移函數(shù)為?試寫(xiě)出在xoz平面內(nèi)的應(yīng)變。如果是一個(gè)各向同性材料的直桿，其位移和應(yīng)變?nèi)绾危?7 .受純彎的復(fù)合材料簡(jiǎn)支梁（坐標(biāo)系任選）找出其最大撓度及最大撓度的位置？38 .什么是平面應(yīng)力狀態(tài)？其特點(diǎn)是什么？平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變分量ex, £ y, yxy是怎樣表達(dá)的？39 .寫(xiě)出平面應(yīng)力狀態(tài)的基本方程。40 .從力學(xué)上解釋名詞：板、薄板、厚板、中平面、剛性板、柔性板、薄膜。41解釋直法線假設(shè)的幾何意義，并寫(xiě)出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。42解釋名詞：薄殼、厚殼、中曲面、 z曲面、主曲率、主曲率半徑、曲線坐標(biāo)、曲率線坐標(biāo)。43 .膠接連接的形式。44 .如何降低膠接