纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)宏細(xì)觀多尺度力學(xué)性能研究及應(yīng)用.pdf

1、復(fù)合材料具有比重小、高比強(qiáng)、高比模等許多優(yōu)越于傳統(tǒng)金屬材料的性能，因而在航空航天、船舶、兵器、車輛和風(fēng)力發(fā)電等軍民兩用領(lǐng)域中得到了越來越廣泛地應(yīng)用。復(fù)合材料一般由纖維與基體兩種材料性能各不相同的材料組合而成，表現(xiàn)出內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有多尺度化、各個材料高異質(zhì)化等顯著特點(diǎn)，造成其力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)具有很高的相關(guān)性。因此，研究復(fù)合材料的力學(xué)性能需將宏觀與細(xì)觀相互結(jié)合起來研究。本文旨在研究增強(qiáng)纖維復(fù)合材料的彈性性能及復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)的破壞強(qiáng)度和失效，為復(fù)

2、合材料在工程實(shí)踐中的應(yīng)用提供一定理論依據(jù)。
　　首先，從纖維增強(qiáng)復(fù)合材料細(xì)觀尺度入手，提取能夠聯(lián)系宏細(xì)觀兩尺度的代表體積單元，根據(jù)代表體積單元劃分出能夠表征細(xì)觀特征信息的的重復(fù)單胞。利用單胞模型基本理論建立單胞模型方法求解過程并加以改進(jìn)，將改進(jìn)的求解過程編寫成計算程序，利用相關(guān)軟件的二次開發(fā)功能從細(xì)觀單胞模型入手計算宏觀復(fù)合材料的力學(xué)性能并與有限元軟件所計算的材料力學(xué)性能相對比，驗證該方法的正確性。
　　其次，介紹復(fù)合材料層

3、板結(jié)構(gòu)在ANSYS軟件分析中的單元選擇，鋪層角度設(shè)置以及層板結(jié)構(gòu)模型建立的方法，結(jié)合復(fù)合材料經(jīng)典層合板理論，分析纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)各鋪層的應(yīng)力應(yīng)變情況，研究鋪層角度的不同對層板結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能所產(chǎn)生的影響。
　　最后，根據(jù)復(fù)合材料的各種破壞失效判斷準(zhǔn)則，研究復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)在拉伸載荷作用下的破壞情況及裂紋擴(kuò)展。結(jié)合細(xì)觀單胞模型，建立基于細(xì)觀單胞模型的ANSYS\LS-DYNA聯(lián)合建模方法，研究加載應(yīng)變率的不同造成材料破壞強(qiáng)度的