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通过三维动力学有限元法,以空间杆单元模拟缝线的增强作用,建立了缝合复合材料层板在横向低速冲击载荷作用下的渐近损伤分析模型。该模型考虑了缝合层板受低速冲击时的纤维断裂、基体开裂及分层等五种典型损伤形式,采用基于应变描述的Hashin失效准则和Yeh分层失效准则,并将其嵌入ABAQUS/Explicit用户子程序以实现相应损伤类型的判断及其材料性能退化。针对相同铺层的缝合与未缝合层板,模拟了低速冲击作用下的冲击响应和渐进损伤过程,数值结果与试验吻合较好,证明了该方法的合理有效性。同时探讨了冲击速度、缝合密度等对缝合层板冲击响应和损伤的影响。结果表明:有、无缝合层板的低速冲击响应具有类似的变化规律,缝合能够有效减小冲击损伤面积。随着缝合密度和缝线强度的增大,缝合对冲击损伤的抑制作用更为明显。 相似文献
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三维编织复合材料渐进损伤的非线性数值分析 总被引:7,自引:0,他引:7
基于考虑纤维束相互挤压的八边形纤维束截面单胞模型,引入周期性位移边界条件,采用
细观非线性有限元方法,建立了三维四向编织复合材料的渐进损伤拉伸强度模型. 该模型考
虑了增强体纤维束纵向非线性剪切应力-应变关系,采用Hashin型损伤失效准则定义了纤维
束的典型损伤类型,并根据纤维束和纯基体相应损伤类型所造成的材料性能退化,模拟了不
同编织角试件各类损伤产生、扩展及材料最终破坏的整个过程. 模型数值结果与实验数据吻
合较好,证明了该模型的合理有效性. 探讨了组分材料剪切非线性、损伤对材料宏观非线性
本构行为的影响,结果表明:随着编织角增大,纤维束剪切非线性效应和累积损伤对材料非
线性力学行为的影响明显增强. 相似文献
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3D编织复合材料经RTM工艺成型将难以避免产生孔隙缺陷,孔隙缺陷主要包括纤维束内干斑和富树脂区孔隙。经分析RTM工艺孔隙缺陷的产生机理,提出了随机孔隙缺陷分布模型,建立了基于细观胞元的含孔隙缺陷有限元分析模型,并应用概率统计方法,分析了缺陷的随机分布和孔隙率对材料等效弹性性能的影响,可为3D编织复合材料力学性能的设计提供依据。 相似文献
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三维五向编织复合材料渐进损伤分析及强度预测 总被引:3,自引:0,他引:3
基于材料连续体细观结构单胞,提出了材料的三维渐进损伤分析模型,采用非线性有限元方法并结合均匀化平均思想,首次建立了三维五向编织复合材料的强度预测模型。经研究典型编织角材料在拉伸载荷作用下细观损伤的发生及演化过程,分析了材料的细观失效机理,获得了材料的宏观拉伸应力应变曲线和极限破坏强度,并详细探讨了主要工艺参数编织角对材料宏观力学性能的影响规律。 相似文献
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