【摘要】：復(fù)合材料結(jié)構(gòu)不可避免地存在孔、連接或開口。缺口的存在破壞了纖維的連續(xù)性,改變了結(jié)構(gòu)的傳力路線,使得結(jié)構(gòu)因?yàn)榫植縿偠鹊耐蛔兌谌笨诟浇鼌^(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力集中,應(yīng)力集中處的材料損傷會(huì)降低復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者來說,理解這種含缺口的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能至關(guān)重要。本文首先總結(jié)評(píng)述了以往復(fù)合材料層合板缺口強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法,回顧了復(fù)合材料三維數(shù)值仿真模型,并對(duì)前人所做試驗(yàn)工作進(jìn)行了較為詳細(xì)的資料整理。利用光透法觀察玻璃纖維復(fù)合材料在拉伸試驗(yàn)中的損傷擴(kuò)展現(xiàn)象,采用微距拍法觀測(cè)材料層內(nèi)基體損傷情況,重點(diǎn)觀察孔邊應(yīng)力集中區(qū)的裂紋損傷方式,清晰地觀察到了沿纖維方向的基體損傷,為數(shù)值模擬的建模方法提供依據(jù)。提出一種基于連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)的數(shù)值模型,采用Puck準(zhǔn)則與基于應(yīng)力的二次準(zhǔn)則分別判定層內(nèi)與層間的起始損傷,判定失效后采用線性軟化模型對(duì)材料進(jìn)行損傷演化。模型考慮了就位效應(yīng)。在ABAQUS軟件中,結(jié)合自編VUMAT子程序,在建模過程中考慮缺口附近應(yīng)力集中緩解現(xiàn)象,采用對(duì)齊網(wǎng)格,使每一層的網(wǎng)格邊緣沿纖維方向排列,在層間引入內(nèi)聚力接觸屬性模擬分層,與文獻(xiàn)中試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,認(rèn)為該模型可以預(yù)測(cè)任意材料體系和鋪層參數(shù)的層合板在拉伸載荷作用下的損傷破壞過程及失效載荷,與參考文獻(xiàn)中的計(jì)算結(jié)果比較發(fā)現(xiàn),該方法的預(yù)測(cè)精度較高,驗(yàn)證了其正確性。
【圖文】：

型[4]視復(fù)合材料缺口尖端的損傷區(qū)域?yàn)榈刃Я褜⒌刃Я鸭y視為已經(jīng)擴(kuò)展的裂紋，根據(jù)均勻各正。臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子(或臨界能量釋放率)和得到遠(yuǎn)場(chǎng)的應(yīng)力值即復(fù)合材料缺口強(qiáng)度。裂理論為基礎(chǔ)提出的線彈性斷裂力學(xué)(LEFM)受的安全應(yīng)力以及固體強(qiáng)度的預(yù)測(cè)[5]。之后又in(ML-)模型，，損傷區(qū)域模型(DMZ)等，這些模據(jù)線彈性斷裂力學(xué)的模型提出了針對(duì)含直裂紋存在長(zhǎng)度為 a 并且垂直于加載方向的能量集中

圖 1.2 點(diǎn)應(yīng)力模型 2 4 N 0 1 1 T 2 2 K 應(yīng)力大于或等于無缺口層合板在圖 1.3 平均應(yīng)力模型
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V250.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2711549