含损伤智能复合材料层板的分级模型与分析方法研究

本项目研究宏细观结合的分级模型，探索多相组织结构、多种力学物理现象耦合的复杂固体力学问题的实用有效的分析方法。在表面粘贴和内部预埋压电层的复合材料层板是一种重要智能结构形式，对这类典型结构发展了实用有效的有限层法。分级分区建模的思想对有严重应力、应变、损伤和电场集中的结构分析有普遍意义，通过对多层板、单层板、考虑剪切变形的板、含裂纹板分析显示了其优越性。本项目最主要的成果是发现了现有细观单元模型不能很好预测纤维复合材料剪切模量的症结，创造性提出了三相共焦点椭圆模型并克服数学困难获得了简明实用、与试验结果吻合的公式。解决了这个30多年来经许多国际著名学者努力而未解决的问题，具有重要理论与实用意义。