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三维五向编织复合材料渐进损伤分析的数值方法
  • ISSN号:1000-3851
  • 期刊名称:复合材料学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]北京飞机强度研究所,北京100083, [2]南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016, [3]吉林大学机械科学与工程学院,长春130024
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(50135010;10972101)
  • 相关项目:三维编织复合材料热粘弹性耦合的力学行为研究
中文摘要:

基于连续损伤理论,推导了含损伤裂纹的正交各向异性材料的应力一应变关系。建立了考虑界面脱粘破坏的三维五向编织复合材料细观体胞模型,并将有限元网格尺寸和单元裂纹尺寸引入损伤演化方程。采用Hashin准则和von—Mises准则分别判断纱线与基体的初始损伤,结合Eshelby—Mori—Tanaka方法确定材料的刚度退化系数。利用ANSYS有限元软件对材料进行渐进损伤分析,得到了材料在单向拉伸作用下的应力一应变曲线和极限强度。计算结果表明,轴纱为材料的主要承力部分,小编织角材料的破坏模式主要为纱线的拉伸断裂,界面破坏情况较为严重。模拟计算结果与实验结果吻合较好。

英文摘要:

Based on the continuum damage theory, the stress - strain relationship for orthotropic materials with damage cracks was derived. A representative volume unit cell for 3D five- directional braided composites was constructed, in which the debonding on the interface was considered. The sizes of the finite element mesh and the crack were considered in the damage evolution equation. The Hashin and von-Mises criteria were used for prediction of the initial damage of yarns and matrix, and the Eshelby- Mori- Tanaka method was applied to calculate the stiffness reduction factor. The progressive damage behaviors were simulated by ANSYS, and the stress - strain curve and the critical strength under uniaxial tensile loading were obtained. It is shown that the main failure mode of the composites with a low braiding angle is yarn cracking with serious damage on the interface. The results from the simulation agree well with the experiments in the existing literature.

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期刊信息
  • 《复合材料学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:工业和信息化部
  • 主办单位:北京航空航天大学 中国复合材料学会
  • 主编:益小苏
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:
  • 电话:010-82316907
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3851
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1801/TB
  • 邮发代号:80-413
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:17731