復合材料層壓板漸進失效計算方法與雙軸加載試驗研究.pdf

1、復合材料具有強度高、剛度大、質(zhì)量輕、抗疲勞、減振、耐高溫、可設(shè)計等一系列的優(yōu)點,近幾十年來,在航空航天、能源、交通、建筑、機械、生物、醫(yī)療、體育等領(lǐng)域得到日益廣泛地應用。但是,復合材料本身顯著的各向異性以及失效過程的復雜性使得精確地預測其強度比較困難,所以,如何提高復合材料層壓板強度預測的準確性成為其應用過程中亟待解決的問題。
　　本文介紹了復合材料層壓板強度預測的基本理論基礎(chǔ),即理論預測的四個部分:本構(gòu)關(guān)系、應力計算、失效準則以

2、及剛度折減。分析了目前該領(lǐng)域內(nèi)各種常用理論的優(yōu)缺點,并在漸進失效計算中選取了合適的剛度折減方法與失效準則。另外,考慮了復合材料在拉壓狀態(tài)下模量不同對最后預測結(jié)果可能產(chǎn)生的影響。具體工作主要分為以下幾個方面:剛度折減方面,在Zinoviev對復合材料單層板力學行為分析基礎(chǔ)上,對單層板在受到橫向載荷及剪切載荷作用下的力學模型進行了簡化,并根據(jù)簡化模型,提出了形式簡單的剛度折減公式。與二維 Hashin準則結(jié)合,采用增量法,編寫了復合材料層壓

3、板強度預測程序。應用該程序?qū)Φ湫退憷M行了強度預測;在本構(gòu)關(guān)系方面,根據(jù)雙模量復合材料的本構(gòu)特點,考慮復合材料在不同受力狀態(tài)下剛度的不同,根據(jù)材料所處的應力應變條件來選擇適當?shù)膭偠染仃??；谇懊鎸inoviev力學模型的簡化,編寫了UMAT子程序,并對典型算例進行了理論計算。同時,為了配合復合材料雙軸加載的數(shù)值模擬,設(shè)計制造了一種用于復合材料層壓板雙軸拉伸加載試驗的試驗設(shè)備。采用改進的蟻群算法與有限元計算相結(jié)合的方法對用于雙軸加載的試