正交各向异性材料应力分析：光弹性贴片法研究

"各向异性材料应力应变分析方法研究 (2003年)，由王喜闻、于万明、张晓音、云大真在大连理工大学工程力学系完成，探讨了光弹性贴片法在正交各向异性材料中的应用，提出了修正系数以考虑厚度效应，并通过实验验证了方法的准确性。" 正交各向异性材料是指在三个正交方向上具有不同力学性能的材料，如常见的复合材料层合板。在工程应用中，这些材料的应力和应变分析相当复杂，因为它们的弹性常数随方向变化。传统的应力分析方法，如光弹性贴片法，主要用于各向同性材料，无法直接应用于各向异性材料。 光弹性贴片法是一种基于光学原理的全场应力-应变分析技术，能提供结构内部的应力分布情况。然而，该方法需要考虑到各向异性材料的特性，即弹性常数在不同方向上的差异。论文从光弹性贴片法的基本原理出发，通过对正交各向异性材料的物理特性的深入分析，推导出适用于这类材料的应力计算公式。 在各向异性材料中，厚度效应显著影响应力测试的精度。论文提出了一个修正系数来量化这种影响，这个修正系数考虑了正交各向异性板的厚度和应力-应变关系。通过理论推导，作者们给出了计算修正系数的具体公式，这有助于减少由于贴片厚度引起的测试误差。 为了验证所提出的分析方法，研究人员进行了一项具体的实验，即对带有圆孔的正交各向异性板进行轴向拉伸，通过光贴片实验获取孔边的应力分布。实验结果与列赫尼斯基的理论计算值进行了对比，证明了新方法的正确性和实用性。 这项研究对解决各向异性材料的实际现场测试问题具有重要意义，尤其是在航空航天、土木工程和海洋结构等领域，这些领域经常涉及正交各向异性材料的应用。通过提供更精确的应力应变分析工具，该方法有助于优化设计，提高结构的可靠性和安全性。同时，这种方法也为未来研究其他类型各向异性材料的应力分析提供了基础。