喻溅鉴
,
周储伟
复合材料学报
提出一种三维黏聚力界面损伤模型, 可以描述单调和交变载荷下层合复合材料混合型的分层损伤. 损伤用界面所经历过的最大位移间断来定义, 交变荷载下一个周期的加、卸载过程均考虑有损伤积累, 模型还考虑了单调和疲劳损伤的门槛效应和交变载荷下裂纹的闭合效应. 建立了包含该界面损伤模型的初始无厚度八节点等参界面单元, 并引入加速损伤的算法, 用一次计算循环代替若干次实际循环, 提高计算效率. 用该单元模型对某复合材料动部件疲劳分层裂纹的形成和扩展进行了模拟, 得到了分层裂纹前沿界面局部损伤和结构疲劳分层的发展规律, 模型预测的裂纹长度一荷载循环次数对数(α-logN)曲线和结构剩余刚度与试验数据吻合.
关键词:
层合复合材料
,
疲劳分层
,
损伤累积
,
黏聚力模型
,
界面单元
刘力学
,
王苓
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.01.021
文中拟定的聚丙烯(PP)银纹断裂分离标准是根据银纹拉伸产生变形热引起内聚区熔融层的形成和增厚提出的.内聚区分离的数值模拟是基于活性层附近的银纹区和本体区内的非线性热传导和热对流,并伴随均一轴向银纹的力学拉伸.聚丙烯银纹断裂时间的预测是在假定常银纹增厚速率和常内聚力的条件下实现的.研究表明,活性层温度相同时PP材料银纹区和本体区的温度分布不同,前者的热传导较后者快得多.随着应力或拉伸速率增大,无论是银纹区还是本体区的温度分布均呈减小的趋势.随着应力增加或银纹增厚速率的增加,PP的银纹断裂时间呈递减的趋势.实验结果的比对证实了通过热反内聚模型的数值模拟程序可预测聚丙烯的银纹断裂时间.
关键词:
内聚模型
,
数值计算
,
聚丙烯
,
银纹断裂
,
内聚区
