陈静芬
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160721.001
在连续损伤力学和塑性力学框架内,建立一个同时考虑塑性效应和损伤累积导致材料属性退化的复合材料弹塑性损伤本构模型.基于最近点投影回映算法,开发本构模型的应变驱动隐式积分算法以更新应力及与解答相关的状态变量,并推导与所开发算法相应的数值一致性切线刚度矩阵,保证有限元分析采用Newton-Raphson迭代法解答非线性问题的计算效率.采用断裂带模型对已开发的本构模型软化段进行规则化,以减轻有限元分析结果的网格相关性问题.对损伤变量进行粘滞规则化,并推导出相应的粘滞规则化数值一致性切线刚度张量,解决了在有限元隐式计算程序中采用含应变软化段本构关系的数值分析由于计算困难而提前终止的问题.开发包含数值积分算法的用户材料子程序UMAT,并嵌于有限元程序Abaqus v6.14中.通过对力学行为展现显著塑性效应的AS4/3501-6 V型开口复合材料层合板的渐进失效分析,验证本文提出的材料本构模型的有效性.结果显示,预测结果与已报道的试验结果吻合良好,并且预测精度高于其他已有弹性损伤模型.表明已建立的弹塑性损伤本构模型能够准确预测力学行为,展现显著塑性效应的复合材料层合板的破坏荷载,为其构件和结构设计提供一种有效的分析方法.
关键词:
复合材料本构模型
,
渐进失效分析
,
塑性效应
,
刚度退化
,
隐式积分算法
昌磊
,
李书欣
,
丁安心
,
王继辉
玻璃钢/复合材料
建立了含孔复合材料层合板的三维有限元模型,以二维Zinovie理论为基础,结合改进的三维Hashin准则,对二维Zinoviev理论进行了简化和拓展,提出了适用于三维模型的刚度退化方案,完成了对层合板的渐进失效分析.从纤维失效、基体失效、分层失效三个方面讨论了层合板在拉伸载荷作用下的失效过程,并预测了层合板的拉伸极限强度及破坏模式.数值模拟结果与试验基本吻合,验证了所提出退化模型的正确性.
关键词:
复合材料层合板
,
渐进失效分析
,
Zinoviev理论
,
三维有限元模型
康军
,
陈永强
,
陈尚
,
穆星科
,
周晓丽
,
曹熙炜
玻璃钢/复合材料
将跨尺度失效理论(Micro-Mechanics of Failure,简称“MMF”)、加速试验方法(Accelerated Testing Methodology,简称“ATM”)和渐进损伤分析(Progressive Damage Analysis,简称“PDA”)三种方法相结合,提出了一种可以预测复合材料长期寿命和失效过程的分析方法.对MMF失效准则进行改进,区分了基体拉伸和压缩细观失效模式.建立了MMF/ATM/PDA方法有限元计算流程,并在ABAQUS中使用用户自定义材料(UMAT)实现.通过对不同温度下复合材料纵向和横向单向板的拉伸、压缩试验测得静载和疲劳寿命,得到复合材料MMF/ATM细观临界值.采用MMF/ATM/PDA方法对准各向同性开孔板压缩长期寿命进行了预测,并对破坏过程进行了模拟,分析了纤维和基体的失效过程.试验结果和预测结果吻合良好,验证了方法的合理性.
关键词:
复合材料
,
加速试验方法
,
跨尺度失效
,
渐进失效分析
,
寿命预测
