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[结构分析] 基于经典层合板理论的强度计算(APDL)

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发表于 2005-10-17 07:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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x
  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. H=1 !定义总厚度
  6. TK=H/N !定义每层的厚度
  7. PX=100 !定义x方向外载荷
  8. PY=0 !定义y方向外载荷

  9. PXY=0 !定义xy方向剪切载荷
  10. *dim,ARG,array,N !定义铺层的角度
  11. ARG(1)=0
  12. ARG(2)=45

  13. ARG(3)=-45
  14. ARG(4)=90
  15. ARG(5)=90
  16. ARG(6)=-45
  17. ARG(7)=45

  18. ARG(8)=0
  19. Strainx=0 !定义中面x方向应变
  20. strainy=0 !定义中面y方向应变
  21. strainxy=0
  22. !定义中面xy方向应变
  23. *dim,strainSTEP,array,2*N !定义各个阶段的应变
  24. *dim,pxstep,array,2*N
  25. !定义各个阶段的应力
  26. *dim,strain1,array,N !定义各层x方向主应变
  27. *DIM,Strain2,array,N
  28. !定义各层y方向主应变
  29. *dim,Strain12,array,N !定义各层xy方向主应变
  30. *dim,s1,array,N
  31. !定义各层X方向主应力
  32. *dim,s2,array,N !定义各层Y方向主应力
  33. *dim,s12,array,N !定义各层XY方向的剪应力

  34. !****************************************************************

  35. !*Define the strength parameter of lamia

  36. !****************************************************************

  37. XT=2250 !定义纤维方向拉伸强度
  38. XC=1600 !定义纤维方向压缩强度
  39. YT=34.5 !定义基体方向拉伸强度

  40. YC=200 !定义基体方向压缩强度
  41. s=110 !定义剪切强度
  42. F1=1/XT-1/XC
  43. F2=1/YT-1/YC

  44. F11=1/(XT*XC)
  45. F22=1/(YT*YC)
  46. F66=1/(S**2)

  47. F12=(-1/2)*sqrt(F11*F22)
  48. *dim,a,array,N !定义系数a
  49. *Dim,b,array,N !定义系数b

  50. *dim,R,array,N !定义各层的强度比
  51. Rmin=1000000 !定义最小强度比
  52. RminN=0 !定义最小强度比层号

  53. !****************************************************************

  54. !*Define the parameter of lamia

  55. !****************************************************************

  56. E1=1.35E5
  57. E2=0.8E4
  58. V21=0.34
  59. V12=E2*V21/E1
  60. G12=4.5E3

  61. VV=1/(1.0-V21*V12)
  62. *dim,Q11,array,N !定义退化刚度系数
  63. *dim,Q22,array,N

  64. *dim,Q12,array,N
  65. *dim,Q66,array,N
  66. *dim,HQ11,array,N !定义偏轴刚度系数

  67. *dim,HQ12,array,n
  68. *dim,HQ16,array,n
  69. *dim,HQ22,array,n

  70. *dim,HQ26,array,n
  71. *dim,HQ66,array,n
  72. *dim,z,array,N+1

  73. *do,i,1,nint(N/2+1-0.5)
  74. z(i)=-H/2+(i-1)*Tk
  75. z(N+2-i)=-z(i)
  76. *enddo

  77. *do,i,1,n !给退化刚度系数赋初值
  78. Q11(i)=VV*E1
  79. Q22(i)=VV*E2
  80. Q12(i)=V21*VV*E2

  81. Q66(i)=G12
  82. *enddo

  83. !*****************************************************************

  84. !***********************进入循环计算层合板强度********************

  85. !*****************************************************************

  86. *do,J,1,2*n+1
  87. *if,over,NE,0,then !判断层合板是否失效
  88. *do,i,1,n

  89. RM=COS(ARG(i))
  90. RN=SIN(ARG(i))
  91. RM2=RM*RM
  92. RM4=RM2*RM2

  93. RN2=RN*RN
  94. RN4=RN2*RN2
  95. RMN=RM*RN
  96. RMN2=RMN*RMN

  97. HQ11(i)=Q11(i)*RM4+2.0*(Q12(i)+2.0*Q66(i))*RMN2+Q22(i)*RN4

  98. HQ12(i)=(Q11(i)+Q22(i)-4.0*Q66(i))*RMN2+Q12(i)*(RM4+RN4)

  99. HQ16(i)=-RMN*RN2*Q22(i)+RM2*RMN*Q11(i)-RMN*(RM2-RN2)*(Q12(i)+2.0*Q66(i))

  100. HQ22(i)=Q11(i)*RN4+2.0*(Q12(i)+2.0*Q66(i))*RMN2+Q22(i)*RM4

  101. HQ26(i)=-RMN*RM2*Q22(i)+RMN*RN2*Q11(i)+RMN*(RM2-RN2)*(Q12(i)+2.0*Q66(i))

  102. HQ66(i)=(Q11(i)+Q22(i)-2*Q12(i))*RMN2+Q66(i)*(RM2-RN2)*(RM2-RN2)
  103. *enddo

  104. !*****************************************************************

  105. !*Dedine Z Coordinate of Each Lamia

  106. !*****************************************************************
  107. A11=0

  108. A12=0
  109. A22=0
  110. A26=0
  111. A66=0
  112. A16=0
  113. B11=0
  114. B12=0
  115. B22=0

  116. B26=0
  117. B66=0
  118. B16=0
  119. D11=0
  120. D12=0
  121. D22=0
  122. D26=0
  123. D66=0

  124. D16=0
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 楼主| 发表于 2005-10-17 07:48 | 显示全部楼层
  1. !*****************************************************************
  2. !* Define
  3. The Stiffness of Laminate

  4. !*****************************************************************

  5. *Do,i,1,N !积分求解层合板的刚度系数
  6. A11=A11+HQ11(i)*(z(i+1)-z(i))

  7. A12=A12+HQ12(i)*(z(i+1)-z(i))
  8. A22=A22+HQ22(i)*(z(i+1)-z(i))

  9. A26=A26+HQ26(i)*(z(i+1)-z(i))
  10. A16=A16+HQ16(i)*(z(i+1)-z(i))

  11. A66=A66+HQ66(i)*(z(i+1)-z(i))
  12. B11=B11+0.5*HQ11(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)

  13. B12=B12+0.5*HQ12(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)

  14. B22=B22+0.5*HQ22(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)

  15. B26=B26+0.5*HQ26(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)

  16. B16=B16+0.5*HQ16(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)

  17. B66=B66+0.5*HQ66(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)

  18. D11=D11+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)

  19. D12=D12+1/3*HQ12(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)

  20. D22=D22+1/3*HQ22(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)

  21. D16=D16+1/3*HQ16(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)

  22. D26=D26+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)

  23. D66=D11+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
  24. *enddo

  25. !*****************************************************************
  26. !*
  27. Define The roughness of Laminate

  28. !*****************************************************************

  29. DA=(A11*A22*A66+2*A12*A26*A16-A16**2*A22) !求解层合板的柔度系数

  30. DA=DA-A11*A26**2-A12**2*A66
  31. HA11=(A22*A66-A26**2)/DA

  32. HA12=(A16*A26-A12*A66)/DA
  33. HA22=(A11*A66-A16**2)/DA

  34. HA66=(A11*A22-A12**2)/DA
  35. HA16=(A12*A26-A12*A16)/DA

  36. HA26=(A12*A16-A11*A26)/DA

  37. !*****************************************************************
  38. !*
  39. Caculate The Strain and stress of each Lamina

  40. !*****************************************************************

  41. STRAINX=HA11*PX+HA12*PY+HA16*PXY !计算层合板的应变

  42. STRAINY=HA12*PX+HA22*PY+HA26*PXY
  43. STRAINXY=HA16*PX+HA26*PY+HA66*PXY


  44. strainstep(j)=STRAINX !记录下各个阶段的应变
  45. pxstep(j)=PX !记录下各个阶段的应力


  46. *Do,i,1,N !计算各层的主应变
  47. RM=COS(ARG(i))
  48. RN=SIN(ARG(i))
  49. RMN=RM*RN

  50. RM2=RM*RM
  51. RN2=RN*RN

  52. strain1(i)=RM2*STRAINX+RN2*STRAINY+(RMN)*STRAINXY

  53. Strain2(i)=RN2*STRAINX+RM2*STRAINY+(-RMN)*STRAINXY

  54. STrain12(i)=-2*RMN*STRAINX+2*RMN*STRAINY+(RM2-RN2)*STRAINXY

  55. S1(i)=strain1(i)*Q11(i)+strain2(i)*Q12(i) !计算各层的主应力

  56. S2(i)=STrain1(i)*Q12(i)+STRAIN2(i)*Q22(i)
  57. s12(i)=strain12(i)*Q66(i)

  58. a(i)=F11*(s1(i)**2)+F22*(S2(i)**2)

  59. a(i)=a(i)+2*F12*s1(i)*s2(i)+F66*(S12(i)**2)
  60. b(i)=F1*S1(i)+F2*S2(i)

  61. R(i)=-b(i)/(2*a(i))+sqrt(b(i)**2+4*a(i))/(2*a(i))
  62. *enddo


  63. *Vscfun,Rmin,min,R(1) !求出最小强度比
  64. *Vscfun,RminN,lmin,R(1) !求出最小强度所在的层号


  65. *if,s1(RminN)*(Rmin),gt,0,then !判断破坏层的失效模式

  66. *if,s1(RminN)*(Rmin),lt,xt,then !并进行刚度退化
  67. Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)

  68. Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)
  69. Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
  70. *else

  71. Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)
  72. Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)

  73. Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
  74. Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)
  75. *ENDIF


  76. *ELSEIF,s1(RminN)*(Rmin),le,0,then

  77. *if,(-1)*s1(RminN)*(Rmin),lt,xc,then
  78. Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)

  79. Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)
  80. Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
  81. *else

  82. Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)
  83. Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)

  84. Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
  85. Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)
  86. *endIF

  87. *endif

  88. *do,i,1,n !检查是否还有其他层破坏
  89. *if,R(i),eq,Rmin,then

  90. Q11(i)=Q11(RminN)
  91. Q22(i)=Q22(RminN)
  92. Q12(i)=Q12(RminN)

  93. Q66(i)=Q66(RminN)
  94. *Endif
  95. *Enddo

  96. PX=PX*(RMIN) !外载荷按比例增加继续加载

  97. PY=PY*(RMIN)
  98. PXY=PXY*(RMIN)

  99. *IF,Rmin,lt,1,THEN !判断层合板是否能继续承载

  100. over=0
  101. *endif

  102. *else !全部单层完全破坏,退去循环
  103. *ENDIF
  104. *enddo
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发表于 2006-11-17 19:23 | 显示全部楼层
多谢楼主,正在做相关的东西
发表于 2010-10-20 09:58 | 显示全部楼层
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!!
发表于 2010-10-20 10:09 | 显示全部楼层
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?
发表于 2010-10-20 10:12 | 显示全部楼层
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?
发表于 2010-10-20 11:55 | 显示全部楼层
好像蠻有參考價值的

謝謝分享!
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