（1）在应力分析的基础上，判断先失效的单层是发生局部疲劳破坏还是发生局部静力破坏；

 

　　（2）对于发生疲劳破坏的单层，计算循环应力引起的累积损伤和疲劳寿命，对于发生静力破坏的单层，计算和静力破坏等效的疲劳累积损伤；

 

　　（3）选择合适的刚度退化准则对发生疲劳破坏或静力破坏的单层进行刚度退化；

 

　　（4）返回第1 步重复上述过程，直到随着各单层逐次失效终导致层压板结构总体失效，用失效单层的疲劳寿命累积和表示层压板疲劳寿命。

 

　　采用经典层板理论计算层压板中各单层的应力分布。

 

　　经典层压板理论基于以下3 个假设：

 

　　(1)层间变形一致假设：层压板各单层之间粘和牢固，层间变形一致，无相对位移；

 

　　(2)直法线假设：变形前垂直于板中面的直线在变形后仍保持垂直，且长度不变；

 

　　(3)平面应力状态假设：层压板中各单层都可近似地认为处于平面应力状态。

 

　　对局部高斯点的疲劳和静强度失效，有两种刚度退化法。

 

　　一种是简单的取消刚度的办法，即基体失效时令

 

　　Q12=Q22=Q66=0，

 

　　Q11保持不变；纤维失效时，进一步令Q11=0。

 

　　另一种是采用所谓0.4Em刚度退化准则，这是Tsai通过细观力学分析得出的，。基体失效时，E1、V12保持不变，而E2下降至0.56E2，G12下降至0.44G12。计算表明，与简单退化刚度相比，0.4Em准则并没能使疲劳和剩余强度计算结果更加接近试验，有时甚至得到不合理的结果，同时使得计算迭代的时间大大加长。所以，终还是采用简单退化刚度法。

 

　　失效分析

 

　　在一定的载荷p 作用下，层压板可能发生静力破坏，也可能发生疲劳破坏。如前所述，这取决于外载荷与先失效强度的比较。如果外载荷p 大于先失效强度Fstrg，那么某个单层的纤维被立即拉断，或基体立即开裂，然后根据失效模式对层压板作相应的刚度退化，应力重新分布，没有疲劳寿命可言。值得指出的是，在疲劳分析系统中，静力破坏不仅仅使失效层的刚度退化，同时也改变该层的疲劳性能。因为发生静力破坏的单层，必定在某个方向也丧失了疲劳承载能力，所以必须把静力破坏折算成等效的疲劳累积损伤，换言之：发生静力破坏的单层也消耗了一定数量的疲劳寿命。具体做法是：如果发生纤维断裂，则将该层的面内纵向、横向和剪切应力引起的累积损伤量D1、D2 和D12 均置为1，如果发生基体破坏，将面内横向应力引起的累积损伤量D2 置为1。如果外载荷p小于先失效强度Fstrg，则发生疲劳失效，随之作疲劳分析，包括疲劳寿命和累积损伤计算，对失效层，只考虑纤维断裂和基体失效两种疲劳失效模式，并作相应的刚度退化。

 

　　层压板层间应力及其计算方法

 

　　层压板是由不同铺设方向的两层或多层单层材料粘和而成的结构元件，在经典层板理论中，在面内应力作用下多向层压板的每一单层都被认为处于平面应力状态，层与层之间的应力为零。由于层压板是由性能不同的单层板粘合而成，在载荷的作用下，各单层板变形情况不同，但通过粘结构成一整体协调变形，各层之间必须由相互变形协调存在应力分布，其中有层间剪应力和正应力存在，实际上层压板自由边或孔边上层间剪应力很高，从而导致这些边界区域脱胶分层，层间应力是复合材料特有的破坏机理之一。