微膠囊自修復(fù)體系的數(shù)值模擬.pdf

1、本文以“數(shù)字材料”技術(shù)為先導(dǎo)，對(duì)微膠囊自修復(fù)復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，以“數(shù)值材料”技術(shù)為核心，研究自修復(fù)體系細(xì)觀尺度的力學(xué)性能及失效行為，達(dá)到對(duì)材料微結(jié)構(gòu)的“性能導(dǎo)向型”設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)的目的。材料的微觀組織結(jié)構(gòu)對(duì)材料的力學(xué)性能和失效行為有著直接的影響。在具有材料微觀組織結(jié)構(gòu)的代表性體積單元(RVE)上進(jìn)行計(jì)算自修復(fù)體系的細(xì)觀力學(xué)響應(yīng)，通過改變自修復(fù)體系RVE的幾何特征，用于研究微結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響程度。
　　 本文旨在研究與建立

2、用于自修復(fù)體系微結(jié)構(gòu)仿真，力學(xué)性能預(yù)測(cè)，微裂紋啟裂及擴(kuò)展模擬，裂紋修復(fù)及修復(fù)強(qiáng)度預(yù)測(cè)的平臺(tái)。我們通過對(duì)力學(xué)試驗(yàn)的模擬，預(yù)測(cè)其自修復(fù)體系性能，根據(jù)“材料結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)”概念評(píng)估微結(jié)構(gòu)內(nèi)微裂紋的啟裂和擴(kuò)展，推演自修復(fù)體系微結(jié)構(gòu)的“虛擬失效行為”，并結(jié)合程序設(shè)計(jì)和對(duì)有限元軟件ABAQUS的二次開發(fā)對(duì)平臺(tái)進(jìn)行搭建對(duì)于微膠囊自修復(fù)復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際測(cè)的的幾何特征，分布信息，采用球填充算法作為核心部分，通過對(duì)ABAQUS的前處理進(jìn)行二次開發(fā)，完成自

3、修復(fù)體系RVE的仿真，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，參數(shù)化，簡(jiǎn)易高效的幾何建模方式。在進(jìn)行力學(xué)性能預(yù)測(cè)時(shí)，我們編寫Python腳本實(shí)現(xiàn)了：不同自修復(fù)RVE結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分；不同工況，不同分析過程的自動(dòng)建模；自動(dòng)提交計(jì)算，評(píng)估分析結(jié)果，并根據(jù)分析結(jié)果計(jì)算力學(xué)性能。同時(shí)根據(jù)材料微結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算的數(shù)值解，識(shí)別“材料結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)”，通過編寫外部程序，采用損傷失效模型，研究自修復(fù)體系內(nèi)微裂紋（群）的啟裂、擴(kuò)展，推演微結(jié)構(gòu)“虛擬失效行為”。完成了單向拉伸載荷和熱交變載荷的