針對復合材料單向板的變形與破壞問題,采用經典的鍵型近場動力學（Peridynamics,PD）理論進行建模分析,利用基體鍵與纖維鍵描述單向板宏觀各向異性,同時在基體鍵中引入反映長程力尺寸效應的核函數(shù)修正項改進近場動力學本構模型,構建相應的準靜態(tài)數(shù)值求解體系。使用傳統(tǒng)PD模型與改進型PD模型對單軸拉伸單向板變形進行定量計算,二者所得計算結果較理論解相對誤差分別為3.5%和1.7%,表明改進型PD模型具有更高的定量計算精度。開展含不同角度中心裂紋單向板單軸拉伸破壞試驗與數(shù)值模擬,二者所得單向板最終破壞形式與破壞特點均吻合,表明當前模型與方法能夠有效處理單向板的破壞問題。最后對纖維角度為0°單向板的拉伸破壞過程展開模擬分析,結果表明單向板在前期主要出現(xiàn)基體開裂,當裂紋擴展至夾持區(qū)域后,結構出現(xiàn)纖維斷裂,最終形成貫穿整個結構的斷面導致單向板發(fā)生破壞。 

【文章來源】：宇航材料工藝. 2020,50(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

物質點間相互作用

圖3所示分別為PD模擬與理論求解所得單向板x、y軸線處物質點位移ux、uy隨x、y方向位置的變化曲線，使用已有PD模型與改進型PD模型所得定量計算結果較理論解的相對誤差分別為3.5%和1.7%，相較于已有模型，改進型PD模型具備更高的定量計算精度。圖3 單向板x、y軸位移圖

單向板x、y軸位移圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]脆性多裂紋擴展問題的近場動力學建模分析[J]. 秦洪遠,劉一鳴,黃丹.  浙江大學學報(工學版). 2018(03)
[2]孔隙率對復合材料單向板橫向力學性能的影響[J]. 李波,萬小朋,趙美英.  玻璃鋼/復合材料. 2017(06)
[3]混凝土板裂紋擴展的態(tài)型近場動力學模擬[J]. 劉一鳴,黃丹,秦洪遠.  計算機輔助工程. 2016(05)
[4]準靜態(tài)變形破壞的近場動力學分析[J]. 黃丹,盧廣達,章青.  計算力學學報. 2016(05)
[5]近場動力學方法及其應用[J]. 黃丹,章青,喬丕忠,沈峰.  力學進展. 2010(04)
[6]復合材料單向層合板損傷失效試驗研究[J]. 王丹勇,溫衛(wèi)東.  復合材料學報. 2007(05)

碩士論文
[1]基于近場動力學的復合材料單向板漸進損傷模擬與實驗研究[D]. 劉貞谷.哈爾濱工業(yè)大學 2017



本文編號：3145171