复合材料层合板壳结构分析理论研究进展

摘要

复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等众多工程领域，成为现代轻质高性能结构设计的核心材料，但其独特的复杂性给传统分析理论带来了前所未有的挑战。为了进一步发挥复合材料结构的优势，迫切需要发展先进的力学分析方法。系统梳理复合材料层合板壳结构分析理论的研究现状，重点介绍和评述几类代表性的分析理论，包括剪切变形理论、逐层理论、扩展逐层理论、状态空间理论以及多尺度分析方法，分析其在克服复合材料结构复杂性方面的作用和局限性。同时，系统总结了加筋和夹芯复合材料结构的建模方法研究进展。在此基础上，凝练了复合材料层合板壳力学在非线性、多尺度、多物理场耦合等方面面临的关键科学问题，并对今后的重点发展方向进行了展望。研究表明，发展三维精确化逐层理论、融合数据驱动计算力学与层合理论、构建跨尺度多物理场分析方法等将是未来复合材料层合板壳力学的研究热点，多种理论方法的融合与创新将是攻克复杂问题的有效途径。

关键词

复合材料 / 层合板壳 / 剪切变形理论 / 逐层理论 / 状态空间理论 / 多尺度分析 / 加筋结构 / 夹芯结构

基金资助

国家自然科学基金资助项目(No.12072364); 天津市杰出青年基金资助项目(No.23CJQJC00100)