孙少周
,
周光明
,
王新峰
材料科学与工程学报
使用商用有限元软件建立了含分层复合材料层板的有限元模型,采用Hashin失效准则对层板内单元进行损伤判断,并编写程序对失效单元进行刚度折减,使用cohesive单元模拟层间区域,并对缺陷区域进行弱化处理,利用应力失效判据和能量释放准则判断层板内起始分层与分层的扩展。对完好以及含分层缺陷复合材料单向层板试验件进行压缩实验研究,实验结果给出了分层位置和尺寸及对材料压缩性能的影响。研究表明,有限元模拟结果与实验结果具有良好的一致性。
关键词:
复合材料
,
分层
,
有限元
,
Cohesive单元
刘伟先
,
周光明
,
王新峰
材料科学与工程学报
本文首先以斜接角度、搭接长度以及搭接厚度为参数分别建立了复合材料单边斜接接头和双边斜接接头在拉伸载荷下的参数化有限元模型,采用abaqus软件中UMAT子程序功能编写了材料损伤本构模型,并利用cohesive单元模拟胶接界面损伤。通过渐进损伤分析,模拟出斜接接头的三种破坏模式,最终得到了各参数变化对斜接接头拉伸强度的影响,其中母板最终破坏模式对应最大拉伸强度,并对单边斜接接头和双边斜接接头结果进行了对比分析,得出双边斜接接头强度大于单边斜接接头强度的结论。
关键词:
复合材料
,
斜接接头
,
参数化模型
,
cohesive单元
,
渐进损伤分析
关志东
,
刘德博
,
李星
,
黎增山
复合材料学报
为了研究复合材料层间损伤,建立了一种新型零厚度界面单元模型,可以准确地预测复合材料Ⅰ型层间裂纹扩展。模型包括本构关系建立、损伤准则和损伤演化引入,并在大型商用有限元软件ABAQUS用户单元子程序VUEL中实现,采用显示积分方法求解,不存在收敛性问题,同时允许使用较粗的有限元网格。最后将该模型应用于国产碳纤维增强树脂基复合材料（CCF300/5428）双悬臂梁试验（DCB）模拟分析中,结果表明,此界面单元模型能够准确模拟复合材料层板Ⅰ型裂纹扩展,为复合材料层间损伤分析提供了一种有效的方法。
关键词:
国产复合材料
,
界面单元
,
双悬臂梁试验
,
能量释放率
,
有限元分析
喻明
,
朱平
,
马颖琦
复合材料学报
通过对不同空心陶瓷微珠含量的环氧基复合泡沫塑料进行准静态拉伸实验,研究了填充微珠的体积分数对复合泡沫塑料弹性模量和泊松比的影响.基于其细观结构特征,利用三维立方单胞有限元模型模拟了细观应力/应变场；将内聚力单元引入细观有限元模型,以此来模拟空心微珠与基体材料之间界面相的力学行为.将有限元预测结果以及两种传统的细观解析法与实验数据对比,发现基于界面理想粘接假设的有限元模型和传统细观解析法均过高估计了复合泡沫塑料的弹性模量和泊松比；复合泡沫塑料的弹性性能强烈地依赖于界面相的力学性质,只有考虑界面效应的细观有限元模型才能给出较为精确的预测,从而验证了文中细观建模方法的合理性.
关键词:
复合泡沫塑料
,
计算细观力学
,
界面相
,
内聚力单元
,
有限元法
饶辉
,
许希武
,
朱炜垚
,
张超
复合材料学报
建立了复合材料加筋板在横向低速冲击载荷作用下的渐进损伤有限元模型.该模型考虑了复合材料加筋板受低速冲击时的纤维断裂、基体开裂及分层脱粘等五种典型的损伤形式,在层内采用应变描述的失效判据,结合相应的材料性能退化方案,通过编写VUMAT用户自定义子程序以实现相应损伤类型的判断和演化.在层间以及筋条与层板间加入界面元,模拟层间区域的情况,结合传统的应力失效判据和断裂力学中的能量释放率准则来判断分层损伤的起始和演化规律.通过对数值模拟结果与实验数据的比较,验证了模型的合理性和有效性.同时探讨了不同位置、不同冲击能量以及含初始损伤(脱粘)等因素对复合材料加筋板低速冲击性能的影响.
关键词:
复合材料加筋板
,
低速冲击
,
界面元
,
有限元法
,
动态响应
王裕龙
,
许希武
,
毛春见
复合材料学报
建立了缝合复合材料层板在低速冲击载荷下的渐进损伤分析模型.模型中采用空间杆单元模拟缝线的作用;采用三维实体单元模拟缝合层板,通过基于应变描述的Hashin准则,结合相应的材料性能退化方案模拟层板的损伤和演化;采用界面单元模拟层间界面,结合传统的应力失效判据和断裂力学中的应变能释放率准则判断分层的起始和扩展规律.通过对碳800环氧树脂复合材料(T800/5228)层板的数值仿真结果和试验结果相比较,验证了模型的正确性,同时讨论了不同冲击能量下缝合层板的损伤规律.研究结果表明:缝线能够有效地抑制层板的分层损伤扩展;相同冲击能量下缝合与未缝合层板的基体损伤和纤维损伤在厚度分布上相似,缝合层板的损伤都要小于未缝合层板.
关键词:
缝合复合材料层板
,
低速冲击
,
界面元
,
失效模式
,
渐进损伤
王伟
,
陈普会
,
李念
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160307.002
为研究离位增韧对复合材料加筋板结构承载性能的影响,首先,分别对未离位增韧和离位增韧复合材料帽型长桁加筋板进行了三点弯曲试验,比较了2种加筋板的初始分层载荷、极限载荷以及试验现象;然后,利用ABAQUS建立了三维渐进失效模型,考虑长桁-蒙皮界面和复合材料层合板的失效,对界面的分层机制和蒙皮的失效过程进行了分析.结果表明:有限元结果与试验结果吻合较好,离位增韧仅能略微提高界面的初始分层载荷,但对极限载荷有较大提升;在分层起始阶段Ⅰ型拉伸模式占主要作用,随着分层不断扩展,Ⅱ型剪切模式占比持续增加,而剪切模式的高韧性正是离位增韧界面具有良好性能的重要原因.所得结论表明离位增韧界面有良好的抗剥离性能,且在剪切方向上的表现尤为突出.
关键词:
离位增韧
,
加筋板
,
三点弯曲试验
,
粘接元
,
虚拟裂纹闭合技术
武良龙
,
龙士国
,
马增胜
,
杨林
材料导报
薄膜材料的应用范围越来越广泛,薄膜材料的界面结合能对其使用过程具有重要影响.鼓包法是测量薄膜材料界面结合能的一种重要的方法.通过有限元软件ABAQUS模拟鼓包实验,并用ABAQUS中的内聚力模型表征薄膜与基底之间的界面性能,最终得到薄膜材料的界面结合能.计算结果表明:薄膜开裂时的压强和挠度的乘积与界面结合能呈线性关系,且斜率随鼓包模型的孔径变化而变化.通过不同孔径下的模拟最后得到Ni薄膜界面结合能的表达式,且表达式中的参数在实验过程中简单易测.
关键词:
鼓包法
,
界面结合能
,
内聚力
