發(fā)布時間：2018-07-10 06:39

  本文選題：復(fù)合材料本構(gòu)模型 + 漸進失效分析�。� 參考：《復(fù)合材料學(xué)報》2017年04期

【摘要】：在連續(xù)損傷力學(xué)和塑性力學(xué)框架內(nèi),建立一個同時考慮塑性效應(yīng)和損傷累積導(dǎo)致材料屬性退化的復(fù)合材料彈塑性損傷本構(gòu)模型�；谧罱c投影回映算法,開發(fā)本構(gòu)模型的應(yīng)變驅(qū)動隱式積分算法以更新應(yīng)力及與解答相關(guān)的狀態(tài)變量,并推導(dǎo)與所開發(fā)算法相應(yīng)的數(shù)值一致性切線剛度矩陣,保證有限元分析采用NewtonRaphson迭代法解答非線性問題的計算效率。采用斷裂帶模型對已開發(fā)的本構(gòu)模型軟化段進行規(guī)則化,以減輕有限元分析結(jié)果的網(wǎng)格相關(guān)性問題。對損傷變量進行粘滯規(guī)則化,并推導(dǎo)出相應(yīng)的粘滯規(guī)則化數(shù)值一致性切線剛度張量,解決了在有限元隱式計算程序中采用含應(yīng)變軟化段本構(gòu)關(guān)系的數(shù)值分析由于計算困難而提前終止的問題。開發(fā)包含數(shù)值積分算法的用戶材料子程序UMAT,并嵌于有限元程序Abaqus v6.14中。通過對力學(xué)行為展現(xiàn)顯著塑性效應(yīng)的AS4/3501-6V型開口復(fù)合材料層合板的漸進失效分析,驗證本文提出的材料本構(gòu)模型的有效性。結(jié)果顯示,預(yù)測結(jié)果與已報道的試驗結(jié)果吻合良好,并且預(yù)測精度高于其他已有彈性損傷模型。表明已建立的彈塑性損傷本構(gòu)模型能夠準確預(yù)測力學(xué)行為,展現(xiàn)顯著塑性效應(yīng)的復(fù)合材料層合板的破壞荷載,為其構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一種有效的分析方法。
[Abstract]:In the framework of continuous damage mechanics and plastic mechanics, a elastoplastic damage constitutive model of composite materials considering both plastic effect and damage accumulation is established. Based on the nearest point projection reflection algorithm, the strain driven implicit integral algorithm of constitutive model is developed to update the stress and the state variables related to the solution, and the numerical consistent tangent stiffness matrix corresponding to the developed algorithm is derived. The computational efficiency of the NewtonRaphson iterative method for solving nonlinear problems is guaranteed. The softening section of the developed constitutive model is regularized by using the fault zone model to alleviate the mesh correlation problem of the finite element analysis results. The damage variable is subjected to viscosity regularization and the corresponding numerical consistent tangent stiffness Zhang Liang is derived. In this paper, the problem of early termination of constitutive relation with strain softening section in finite element implicit calculation program is solved because of the difficulty of calculation. A user material subprogram, Umatt, which includes numerical integration algorithm, is developed and embedded in finite element program Abaqus v6.14. Based on the progressive failure analysis of AS4 / 3501-6V open composite laminated plates which show significant plastic effect on mechanical behavior, the validity of the material constitutive model proposed in this paper is verified. The results show that the predicted results are in good agreement with the reported experimental results, and the prediction accuracy is higher than that of other existing elastic damage models. It is shown that the established elastoplastic damage constitutive model can accurately predict the mechanical behavior and show the failure load of composite laminated plates with significant plastic effect. It provides an effective analysis method for the design of the members and structures.
【作者單位】： 暨南大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院 重大工程災(zāi)害與控制教育部重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年項目(11502095) 廣東省自然科學(xué)基金博士啟動項目(2015A030310306) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金(暨南大學(xué)科研培育與創(chuàng)新基金21615306)
【分類號】：TB33

【參考文獻】

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本文編號：2112464