基于经典层合板理论的强度计算（APDL）

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1. /prep7
   
2. *AFUN,DEG !参数定义为角度
   
3. OVER=1 !定义控制结束的参数,OVER=0,循环结束
   
4. N=8 !定义总层数
   
5. 
   
6. H=1 !定义总厚度
   
7. TK=H/N !定义每层的厚度
   
8. PX=100 !定义x方向外载荷
   
9. PY=0 !定义y方向外载荷
   
10. 
    
11. PXY=0 !定义xy方向剪切载荷
    
12. *dim,ARG,array,N !定义铺层的角度
    
13. ARG(1)=0
    
14. ARG(2)=45
    
15. 
    
16. ARG(3)=-45
    
17. ARG(4)=90
    
18. ARG(5)=90
    
19. ARG(6)=-45
    
20. ARG(7)=45
    
21. 
    
22. ARG(8)=0
    
23. Strainx=0 !定义中面x方向应变
    
24. strainy=0 !定义中面y方向应变
    
25. strainxy=0
    
26. !定义中面xy方向应变
    
27. *dim,strainSTEP,array,2*N !定义各个阶段的应变
    
28. *dim,pxstep,array,2*N
    
29. !定义各个阶段的应力
    
30. *dim,strain1,array,N !定义各层x方向主应变
    
31. *DIM,Strain2,array,N
    
32. !定义各层y方向主应变
    
33. *dim,Strain12,array,N !定义各层xy方向主应变
    
34. *dim,s1,array,N
    
35. !定义各层X方向主应力
    
36. *dim,s2,array,N !定义各层Y方向主应力
    
37. *dim,s12,array,N !定义各层XY方向的剪应力
    
38. 
    
39. !****************************************************************
    
40. 
    
41. !*Define the strength parameter of lamia
    
42. 
    
43. !****************************************************************
    
44. 
    
45. XT=2250 !定义纤维方向拉伸强度
    
46. XC=1600 !定义纤维方向压缩强度
    
47. YT=34.5 !定义基体方向拉伸强度
    
48. 
    
49. YC=200 !定义基体方向压缩强度
    
50. s=110 !定义剪切强度
    
51. F1=1/XT-1/XC
    
52. F2=1/YT-1/YC
    
53. 
    
54. F11=1/(XT*XC)
    
55. F22=1/(YT*YC)
    
56. F66=1/(S**2)
    
57. 
    
58. F12=(-1/2)*sqrt(F11*F22)
    
59. *dim,a,array,N !定义系数a
    
60. *Dim,b,array,N !定义系数b
    
61. 
    
62. *dim,R,array,N !定义各层的强度比
    
63. Rmin=1000000 !定义最小强度比
    
64. RminN=0 !定义最小强度比层号
    
65. 
    
66. !****************************************************************
    
67. 
    
68. !*Define the parameter of lamia
    
69. 
    
70. !****************************************************************
    
71. 
    
72. E1=1.35E5
    
73. E2=0.8E4
    
74. V21=0.34
    
75. V12=E2*V21/E1
    
76. G12=4.5E3
    
77. 
    
78. VV=1/(1.0-V21*V12)
    
79. *dim,Q11,array,N !定义退化刚度系数
    
80. *dim,Q22,array,N
    
81. 
    
82. *dim,Q12,array,N
    
83. *dim,Q66,array,N
    
84. *dim,HQ11,array,N !定义偏轴刚度系数
    
85. 
    
86. *dim,HQ12,array,n
    
87. *dim,HQ16,array,n
    
88. *dim,HQ22,array,n
    
89. 
    
90. *dim,HQ26,array,n
    
91. *dim,HQ66,array,n
    
92. *dim,z,array,N+1
    
93. 
    
94. *do,i,1,nint(N/2+1-0.5)
    
95. z(i)=-H/2+(i-1)*Tk
    
96. z(N+2-i)=-z(i)
    
97. *enddo
    
98. 
    
99. *do,i,1,n !给退化刚度系数赋初值
    
100. Q11(i)=VV*E1
     
101. Q22(i)=VV*E2
     
102. Q12(i)=V21*VV*E2
     
103. 
     
104. Q66(i)=G12
     
105. *enddo
     
106. 
     
107. !*****************************************************************
     
108. 
     
109. !***********************进入循环计算层合板强度********************
     
110. 
     
111. !*****************************************************************
     
112. 
     
113. *do,J,1,2*n+1
     
114. *if,over,NE,0,then !判断层合板是否失效
     
115. *do,i,1,n
     
116. 
     
117. RM=COS(ARG(i))
     
118. RN=SIN(ARG(i))
     
119. RM2=RM*RM
     
120. RM4=RM2*RM2
     
121. 
     
122. RN2=RN*RN
     
123. RN4=RN2*RN2
     
124. RMN=RM*RN
     
125. RMN2=RMN*RMN
     
126. 
     
127. HQ11(i)=Q11(i)*RM4+2.0*(Q12(i)+2.0*Q66(i))*RMN2+Q22(i)*RN4
     
128. 
     
129. HQ12(i)=(Q11(i)+Q22(i)-4.0*Q66(i))*RMN2+Q12(i)*(RM4+RN4)
     
130. 
     
131. HQ16(i)=-RMN*RN2*Q22(i)+RM2*RMN*Q11(i)-RMN*(RM2-RN2)*(Q12(i)+2.0*Q66(i))
     
132. 
     
133. HQ22(i)=Q11(i)*RN4+2.0*(Q12(i)+2.0*Q66(i))*RMN2+Q22(i)*RM4
     
134. 
     
135. HQ26(i)=-RMN*RM2*Q22(i)+RMN*RN2*Q11(i)+RMN*(RM2-RN2)*(Q12(i)+2.0*Q66(i))
     
136. 
     
137. HQ66(i)=(Q11(i)+Q22(i)-2*Q12(i))*RMN2+Q66(i)*(RM2-RN2)*(RM2-RN2)
     
138. *enddo
     
139. 
     
140. !*****************************************************************
     
141. 
     
142. !*Dedine Z Coordinate of Each Lamia
     
143. 
     
144. !*****************************************************************
     
145. A11=0
     
146. 
     
147. A12=0
     
148. A22=0
     
149. A26=0
     
150. A66=0
     
151. A16=0
     
152. B11=0
     
153. B12=0
     
154. B22=0
     
155. 
     
156. B26=0
     
157. B66=0
     
158. B16=0
     
159. D11=0
     
160. D12=0
     
161. D22=0
     
162. D26=0
     
163. D66=0
     
164. 
     
165. D16=0

复制代码

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1. !*****************************************************************
   
2. !* Define
   
3. The Stiffness of Laminate
   
4. 
   
5. !*****************************************************************
   
6. 
   
7. *Do,i,1,N !积分求解层合板的刚度系数
   
8. A11=A11+HQ11(i)*(z(i+1)-z(i))
   
9. 
   
10. A12=A12+HQ12(i)*(z(i+1)-z(i))
    
11. A22=A22+HQ22(i)*(z(i+1)-z(i))
    
12. 
    
13. A26=A26+HQ26(i)*(z(i+1)-z(i))
    
14. A16=A16+HQ16(i)*(z(i+1)-z(i))
    
15. 
    
16. A66=A66+HQ66(i)*(z(i+1)-z(i))
    
17. B11=B11+0.5*HQ11(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
    
18. 
    
19. B12=B12+0.5*HQ12(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
    
20. 
    
21. B22=B22+0.5*HQ22(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
    
22. 
    
23. B26=B26+0.5*HQ26(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
    
24. 
    
25. B16=B16+0.5*HQ16(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
    
26. 
    
27. B66=B66+0.5*HQ66(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
    
28. 
    
29. D11=D11+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
    
30. 
    
31. D12=D12+1/3*HQ12(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
    
32. 
    
33. D22=D22+1/3*HQ22(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
    
34. 
    
35. D16=D16+1/3*HQ16(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
    
36. 
    
37. D26=D26+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
    
38. 
    
39. D66=D11+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
    
40. *enddo
    
41. 
    
42. !*****************************************************************
    
43. !*
    
44. Define The roughness of Laminate
    
45. 
    
46. !*****************************************************************
    
47. 
    
48. DA=(A11*A22*A66+2*A12*A26*A16-A16**2*A22) !求解层合板的柔度系数
    
49. 
    
50. DA=DA-A11*A26**2-A12**2*A66
    
51. HA11=(A22*A66-A26**2)/DA
    
52. 
    
53. HA12=(A16*A26-A12*A66)/DA
    
54. HA22=(A11*A66-A16**2)/DA
    
55. 
    
56. HA66=(A11*A22-A12**2)/DA
    
57. HA16=(A12*A26-A12*A16)/DA
    
58. 
    
59. HA26=(A12*A16-A11*A26)/DA
    
60. 
    
61. !*****************************************************************
    
62. !*
    
63. Caculate The Strain and stress of each Lamina
    
64. 
    
65. !*****************************************************************
    
66. 
    
67. STRAINX=HA11*PX+HA12*PY+HA16*PXY !计算层合板的应变
    
68. 
    
69. STRAINY=HA12*PX+HA22*PY+HA26*PXY
    
70. STRAINXY=HA16*PX+HA26*PY+HA66*PXY
    
71. 
    
72. 
    
73. strainstep(j)=STRAINX !记录下各个阶段的应变
    
74. pxstep(j)=PX !记录下各个阶段的应力
    
75. 
    
76. 
    
77. *Do,i,1,N !计算各层的主应变
    
78. RM=COS(ARG(i))
    
79. RN=SIN(ARG(i))
    
80. RMN=RM*RN
    
81. 
    
82. RM2=RM*RM
    
83. RN2=RN*RN
    
84. 
    
85. strain1(i)=RM2*STRAINX+RN2*STRAINY+(RMN)*STRAINXY
    
86. 
    
87. Strain2(i)=RN2*STRAINX+RM2*STRAINY+(-RMN)*STRAINXY
    
88. 
    
89. STrain12(i)=-2*RMN*STRAINX+2*RMN*STRAINY+(RM2-RN2)*STRAINXY
    
90. 
    
91. S1(i)=strain1(i)*Q11(i)+strain2(i)*Q12(i) !计算各层的主应力
    
92. 
    
93. S2(i)=STrain1(i)*Q12(i)+STRAIN2(i)*Q22(i)
    
94. s12(i)=strain12(i)*Q66(i)
    
95. 
    
96. a(i)=F11*(s1(i)**2)+F22*(S2(i)**2)
    
97. 
    
98. a(i)=a(i)+2*F12*s1(i)*s2(i)+F66*(S12(i)**2)
    
99. b(i)=F1*S1(i)+F2*S2(i)
    
100. 
     
101. R(i)=-b(i)/(2*a(i))+sqrt(b(i)**2+4*a(i))/(2*a(i))
     
102. *enddo
     
103. 
     
104. 
     
105. *Vscfun,Rmin,min,R(1) !求出最小强度比
     
106. *Vscfun,RminN,lmin,R(1) !求出最小强度所在的层号
     
107. 
     
108. 
     
109. *if,s1(RminN)*(Rmin),gt,0,then !判断破坏层的失效模式
     
110. 
     
111. *if,s1(RminN)*(Rmin),lt,xt,then !并进行刚度退化
     
112. Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)
     
113. 
     
114. Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)
     
115. Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
     
116. *else
     
117. 
     
118. Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)
     
119. Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)
     
120. 
     
121. Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
     
122. Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)
     
123. *ENDIF
     
124. 
     
125. 
     
126. *ELSEIF,s1(RminN)*(Rmin),le,0,then
     
127. 
     
128. *if,(-1)*s1(RminN)*(Rmin),lt,xc,then
     
129. Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)
     
130. 
     
131. Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)
     
132. Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
     
133. *else
     
134. 
     
135. Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)
     
136. Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)
     
137. 
     
138. Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
     
139. Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)
     
140. *endIF
     
141. 
     
142. *endif
     
143. 
     
144. *do,i,1,n !检查是否还有其他层破坏
     
145. *if,R(i),eq,Rmin,then
     
146. 
     
147. Q11(i)=Q11(RminN)
     
148. Q22(i)=Q22(RminN)
     
149. Q12(i)=Q12(RminN)
     
150. 
     
151. Q66(i)=Q66(RminN)
     
152. *Endif
     
153. *Enddo
     
154. 
     
155. PX=PX*(RMIN) !外载荷按比例增加继续加载
     
156. 
     
157. PY=PY*(RMIN)
     
158. PXY=PXY*(RMIN)
     
159. 
     
160. *IF,Rmin,lt,1,THEN !判断层合板是否能继续承载
     
161. 
     
162. over=0
     
163. *endif
     
164. 
     
165. *else !全部单层完全破坏，退去循环
     
166. *ENDIF
     
167. *enddo

复制代码

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多谢楼主，正在做相关的东西

liyews8

你好，请问一下您这个程序是在什么环境下运行呢？是计算层合板最终极限荷载的程序吗？
我正做这方面的东西，希望您经快回复我到我的邮箱！我急用！谢谢您！！不知道您是否能看到我的请教！！

liyews8

21层的90°呵0°纵横交错铺层的硼纤维环氧树脂材料要计算它承受的最大荷载（在三点弯的实验中），能用什么简便方法计算，能用您这个程序吗？

liyews8

21层的90°呵0°纵横交错铺层的硼纤维环氧树脂材料要计算它承受的最大荷载（在三点弯的实验中），能用什么简便方法计算，能用您这个程序吗？

kevin210099

好像蠻有參考價值的

謝謝分享!