白瑞祥
,
王蔓
,
陈浩然
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.03.027
采用数值分析方法研究了冲击后含损伤的复合材料格栅加筋板的后屈曲特性.基于Mindlin一阶剪切理论和Von Karman大挠度理论,建立了冲击后蒙皮内含分层损伤复合材料格栅加筋板后屈曲分析的有限元方法;分析中同时考虑了蒙皮和肋骨中纤维断裂、基体开裂等损伤累积造成的刚度的退化和蒙皮分层子板间的闭合接触效应,为含损伤复合材料格栅加筋板的后屈曲特性研究提供了一种有效的数值分析方法.分析结果表明,蒙皮分层面积较大时,格栅加筋板出现蒙皮分层上子板的局部屈曲后仍然具有较强的继续承载能力,而在后屈曲分析中,应考虑损伤累积对格栅加筋结构承载能力的影响;采用非线性虚拟界面元可成功处理分层子板间的闭合接触效应.
关键词:
复合材料
,
格栅加筋结构
,
分层损伤
,
逐步失效
,
后屈曲
卢少娟
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150410.002
应变不变量失效理论(SIFT)是一种新型的基于物理失效模式的复合材料强度理论,被广泛应用于复合材料结构失效分析.首先,为了提高理论分析的精度,SIFT被扩展用于分析碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层合板开孔结构的静载压缩逐步失效机制和强度.开发的SIFT实施方法包括材料强度表征和结构强度预测两个部分.结构强度预测是基于ABAQUS平台并使用Fortran语言编写用户自定义材料子程序(UMAT)实现的.随后,将SIFT预测值与经典复合材料强度理论Tsai-Wu和Hashin理论的预测结果和试验结果进行了对比,结果显示SIFT预测的精度最高.同时,基于SIFT对静载压缩下的AS4/3501-6层合板开孔结构从初始失效到最终失效的失效机制演变进行了详细的分析.最后,将SIFT预测的AS4/3501-6层合板开孔结构静载压缩的失效机制与试验结果进行了对比.结果表明SIFT预测的逐步失效机制与试验结果相吻合,所得结论为CFRP结构强度的预测提供了新思路.
关键词:
应变不变量失效理论
,
失效准则
,
UMAT
,
逐步失效
,
开孔结构
宇鹏飞
,
蔡洪能
,
焦菲
,
韩雪成
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.004
基于微观力学失效(MMF)理论对碳纤维增强复合材料(CFRP)多向层合板在低速冲击载荷下失效机制及损伤过程进行分析和预测。建立基于 MMF理论的层合板结构冲击损伤行为分析方法。首先，使用 MMF理论对冲击过程中组分的失效类别进行判别；然后，根据组分失效的类别制定出相应的材料性能退化方案来实现对复合材料在低速冲击下的逐步失效分析；在ABAQUS平台上开发了基于显示分析的用户材料子程序(VUMAT)，即基于 MMF理论的层合板冲击损伤分析程序；最后，利用 MMF理论冲击损伤行为分析方法，对 UTS50/E51碳纤维增强复合材料多向层合板在小能量低速冲击情况下的失效机制和损伤形貌进行预测，并将预测结果与试验结果进行对比，分析了利用 MMF理论预测冲击损伤这一方法的准确性。结果表明理论预测的凹坑直径与试验测试的凹坑直径误差为4.8%，预测的失效机制和损伤形貌与实际观察的一致。
关键词:
微观力学失效理论
,
组分强度表征
,
VUMAT
,
逐步失效
,
冲击损伤
