复合材料C型框刚度、应变的公式分析法

研究提出了一种复合材料C型框刚度和应变的计算公式。

采用了0.22㎜层厚的预浸料铺层，内侧层0°，中间层90°，外侧层45°。根据层压板铺层刚度计算公式，计算了C型框缘条和腹板处的等效拉伸刚度矩阵，然后折算沿环切线的等效刚度，用力除以等效刚度乘以缘条、腹板的宽度和厚度，得到轴向压缩下的正应变；用类似的力除以单位变形所需的力（实际表示为弯矩除以单位变形所需的力矩）得到纯弯曲下的正应变。两者相加，得到机身复合材料C型框载荷与正应变的关系式。上述推导的缘条等效刚度可用于计算结构许用值。

进行对应的弯曲实验，将破坏时的载荷代入上述公式得到理论破坏应变，将其与实际破坏应变对比，发现误差在±15%以内，且计算出来的理论应变偏小，说明了预测方法可行而且偏安全，该应变计算公式能用于复合材料C型框的结构设计。