复合材料压缩渐进损伤有限元模拟

来源 :第二十届全国复合材料学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ldbeight
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  近年来,复合材料层合板在拉伸载荷下的渐进损伤模拟取得很大进展,但其压缩损伤模拟仍面临较大挑战,主要原因有两点:一是传统失效准则虽然在拉伸载荷下能准确模拟损伤的起始,但在压缩载荷下缺乏准确性;二是层合板在压缩载荷作用下存在层间失效模拟困难、计算难以收敛、网格依赖性强、局部屈曲等问题。克服上述问题,本文采用LaCR准则作为层合板的失效判据,通过在层间插入一层内聚力单元来模拟分层失效。其次,采用黏性正则化方法提高非线性迭代的收敛速度,该方法能在较小的增量步内使受损单元的切线刚度矩阵保持正定,从而保证了总体求解的收敛性。本文还采用裂纹带模型来缓解网格依赖性,该模型通过引入损伤单元特征长度,使层合板损伤过程所耗散的能量不随网格大小而变化,从而减小模拟结果的网格依赖性。采用本文方法模拟了带孔层合板的单轴压缩损伤过程,对模型划分不同尺寸网格进行网格依赖性检测,发现该方法网格依赖性较小。将该计算模型预测的结果与实验对比,发现该模型可以很好的预测复合材料层合板压缩过程的损伤起始、损伤演化及层合板的最终失效强度,验证了该计算模型的准确性。
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