鲁国富
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刘勇
,
张呈林
复合材料学报
基于虚拟裂纹闭合技术(VCCT),建立了复合材料层合板层间裂纹尖端的应变能释放率(SERR)三维有限元计算模型.该模型考虑了裂纹尖端大转动和离散单元形状变化对应变能释放率计算的影响,修正了裂纹尖端应变能释放率的计算方法.利用该模型计算了裂纹长度为15 mm和35 mm时纯Ⅰ型和纯Ⅱ型的应变能释放率,纯Ⅰ型应变能释放率分别为207 J/m2和253 J/m2;纯Ⅱ型应变能释放率分别为758 J/m2和1040 J/m2;计算值与试验值吻合得很好.同时,该模型计算了混合型不同比值R=(GⅡ/GⅠ+GⅡ)的长裂纹层合板层间断裂过程的应变能释放率,其中Ⅰ型和Ⅱ型应变能释放率计算值与试验平均值的最大误差为11.4%,最小误差为0.4%.该模型能有效计算裂纹尖端的应变能释放率.
关键词:
虚拟裂纹闭合技术
,
应变能释放率
,
复合材料层合板
,
有限元分析
马存旺
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刘勇
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张呈林
复合材料学报
针对直升机桨叶受离心力、挥舞和摆振弯曲、扭矩等载荷特性,采用非线性桨叶结构模型,推导了复合材料桨叶蒙皮的广义二维位移方程.在此基础上,基于Stroh理论,应用各向异性界面断裂力学给出桨叶蒙皮大梁粘结面分层裂纹端部的应力与位移通解的渐近表达式.联合其特解,采用边界配置法计算了离心力作用下桨叶蒙皮与大梁之间存在分层裂纹时裂尖的奇异应力及应力强度因子,与采用界面元法计算的结果接近,表明本文方法可有效地分析复合材料桨叶蒙皮大梁问的分层破坏,为研究桨叶分层失效提供依据.
关键词:
直升机桨叶
,
蒙皮与大梁
,
分层裂纹
,
界面断裂
,
应力强度因子
