● 摘要
本文以试验为主要手段，结合数值分析的方法，对含脱粘缺陷复合材料加筋板的屈曲及后屈曲特性进行了研究。
对含脱粘缺陷的复合材料加筋板进行轴压试验，应用多种测量手段，研究脱粘缺陷对复合材料加筋板屈曲及后屈曲性能的影响。具体包括缺陷对失稳模态、失稳载荷、后屈曲承载能力以及缺陷扩展过程的影响。结果表明：缺陷对于该型加筋板的失稳载荷没有明显影响，对其稳定性的影响主要体现在失稳模态上；当缺陷长度增加至80mm时该型试验件的后屈曲承载能力明显下降。试验中相同试验件出现不同失稳模态，且相同试验件在三半波失稳模态下的后屈曲承载能力明显强于两半波。
在试验基础上，应用内聚力单元建立含脱粘缺陷复合材料加筋板的有限元模型，依次进行屈曲和后屈曲分析，研究缺陷尺寸对其屈曲及后屈曲特性的影响。并应用初始几何扰动技术将失稳模态结果引入后屈曲分析中。数值研究结果表明：该型加筋板前两阶失稳载荷十分接近，且随缺陷尺寸增加，一阶失稳模态从三半波向变为两半波；当缺陷长度增加至50mm时该型试验件的后屈曲承载能力明显下降。在后屈曲承载能力上，数值模拟结果偏于保守。
采用虚拟裂纹闭合技术（VCCT）模拟含脱胶缺陷的筋条-蒙皮界面，建立有限元模型，研究失稳模态对含缺陷复合材料加筋板后屈曲过程的影响。数值分析结果表明：脱粘缺陷分别处在两半波和三半波模态的节线和反节线上，故缺陷处受力不同，导致节线上预置缺陷扩展出现较早，而反节线上预置缺陷临近破坏时才出现扩展，且两者扩展的起始位置也不相同，从而造成该型加筋板在三半波失稳模态下的后屈曲承载能力强于两半波。