张海清
,
周仕刚
,
宫占锋
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
复合材料层合板在静压痕力作用下主要发生层间分层、基体开裂、基体压缩破坏、纤维断裂和纤维压坏这几种损伤模式.本文利用ABAQUS有限元程序,对在静压痕力作用下的复合材料层合板建立一个基于Hashin强度准则的全过程模型,并对各层各单元进行损伤演判.利用有限元模型对碳纤维NCF材料层合板在静压痕力作用下的荷载-位移曲线进行预测,并模拟层合板的损伤全过程,以及预测凹坑深度与静压痕力的关系曲线.对层合板进行静压痕试验,测试复合材料层合板在静压痕力作用下的荷载-位移曲线,并在试验过程中用凹坑深度仪测量层合板的凹坑深度.将数值模拟与试验结果比较,两者结果较为吻合.
关键词:
静压痕力
,
凹坑深度
,
Hashin准则
,
复合材料层合板
,
损伤
黄飞生
,
周仕刚
,
宫占锋
,
罗腾腾
,
薛元德
玻璃钢/复合材料
利用ABAQUS有限元程序所建立了一种基于用户子程序USDFLD和Hashin强度准则的复合材料损伤计算模型,用该模型对复合材料加筋层合板在静压痕力作用下主要发生的纤维拉伸破坏、纤维微屈破坏、基体拉伸破坏、基体压缩破坏、层间拉伸破坏、层间压缩破坏这几种基本损伤模式进行分析.对复合材料加筋层合板在静压痕力作用下进行损伤全过程数值研究,利用该有限元模型预测复合材料层合板静压痕力作用下的荷载-位移曲线以及凹坑深度与静压痕力的关系曲线.数值仿真与实验结果吻合较好,表明该损伤模型方法的可行性.复合材料层合板加筋后拐点处的凹坑深度明显加大,达到0.84mm.通过对加筋板的刚度和强度失效规律的分析,为进一步的复合材料格栅加筋结构(如飞机结构中复合材料后压力框)的性能分析提供参考.
关键词:
复合材料加筋层合板
,
静压痕力
,
凹坑深度
,
Hashin准则
,
损伤
曾翔龙
,
王奇志
宇航材料工艺
doi:10.12044/j.issn.1007-2330.2017.01.006
建立了考虑纤维束内部缺陷以及外部基体缺陷的多尺度单胞模型.首先依据电镜扫描图和材料内部单胞的密度,确定了纤维束单胞和复合材料单胞的几何尺寸;然后引入周期性边界条件,利用含缺陷的纤维束单胞模型计算了其初始模量和强度;最后使用由电镜扫描图确定尺寸的复合材料单胞模型,利用上一尺度的材料参数,对复合材料的模量进行了预测;并建立了含损伤纤维束单胞的刚度矩阵,运用基于不同失效模式下损伤状态变量的刚度渐进折减法表征材料积分点损伤,通过数值结果与试验结果的对比,分析了Hashin准则作为判定纤维束起始损伤的适用性,并最终据此给出了单轴载荷作用下受损材料参数的变化情况.分析表明:基于考虑两种缺陷的多尺度模型,使用Hashin准则对C/SiC复合材料单胞进行非线性应力-应变行为数值预报与实验吻合良好.
关键词:
二维机织
,
C/SiC复合材料
,
Hashin准则
,
细观结构
,
有限元法
