彈塑性多尺度分析的實現(xiàn)及其在顆粒增強復合材料中的應用
發(fā)布時間:2018-06-02 01:23
本文選題:顆粒增強復合材料 + 漸近展開 ; 參考:《復合材料學報》2017年09期
【摘要】:基于滿足周期性假設和尺度分離假設的漸進展開均勻化原理,應用商業(yè)有限元軟件ABAQUS實現(xiàn)了快速識別顆粒增強復合材料的等效彈性參數(shù),及獲取其宏-細觀尺度下的非線性應力應變場信息。在細觀尺度上,為了更好地逼近實際的復合材料結構,其增強顆粒采用不同直徑和隨機分布的球形進行近似。通過對不同顆粒含量的等效彈性參數(shù)的誤差分析,證明了細觀模型構造的合理性。此外,通過宏-細觀尺度間的耦合機制,利用ABAQUS多個用戶自定義子程序,實現(xiàn)了顆粒增強復合材料的非線性多尺度耦合分析,并提出了一套加速算法。最后據此研究了顆粒增強材料細觀模型塑性演化過程對宏觀力學性能的影響。由于編寫的程序及分析的思路具有良好的通用性,這一工作為研究顆粒增強及其它復合材料的宏觀力學性能提供了有益的參考。
[Abstract]:Based on the asymptotic expansion homogenization principle which satisfies the periodicity hypothesis and the scale separation hypothesis, the commercial finite element software ABAQUS is used to quickly identify the equivalent elastic parameters of the particle reinforced composites. And obtain the nonlinear stress-strain field information at macro-meso scale. In order to approach the actual composite structure in meso scale, the reinforced particles are approximated by spherical particles with different diameters and random distributions. Through the error analysis of the equivalent elastic parameters of different particle contents, the rationality of the construction of the mesoscopic model is proved. In addition, through the coupling mechanism between macro and mesoscale, the nonlinear multi scale coupling analysis of particle reinforced composites is realized by using ABAQUS user defined subprograms, and a set of acceleration algorithm is proposed. Finally, the effect of the plastic evolution process on the macroscopic mechanical properties of granular reinforced materials was studied. Due to the good generality of the program and the idea of analysis, this work provides a useful reference for the study of the macroscopic mechanical properties of particle reinforced and other composite materials.
【作者單位】: 浙江工業(yè)大學機械工程學院;
【基金】:國家自然科學基金(51375448;51375447)
【分類號】:TB332
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