纖維增強復合材料結構宏細觀多尺度力學性能研究及應用.pdf

1、復合材料具有比重小、高比強、高比模等許多優(yōu)越于傳統(tǒng)金屬材料的性能，因而在航空航天、船舶、兵器、車輛和風力發(fā)電等軍民兩用領域中得到了越來越廣泛地應用。復合材料一般由纖維與基體兩種材料性能各不相同的材料組合而成，表現(xiàn)出內部結構具有多尺度化、各個材料高異質化等顯著特點，造成其力學性能與結構具有很高的相關性。因此，研究復合材料的力學性能需將宏觀與細觀相互結合起來研究。本文旨在研究增強纖維復合材料的彈性性能及復合材料層板結構的破壞強度和失效，為復

2、合材料在工程實踐中的應用提供一定理論依據。
　　首先，從纖維增強復合材料細觀尺度入手，提取能夠聯(lián)系宏細觀兩尺度的代表體積單元，根據代表體積單元劃分出能夠表征細觀特征信息的的重復單胞。利用單胞模型基本理論建立單胞模型方法求解過程并加以改進，將改進的求解過程編寫成計算程序，利用相關軟件的二次開發(fā)功能從細觀單胞模型入手計算宏觀復合材料的力學性能并與有限元軟件所計算的材料力學性能相對比，驗證該方法的正確性。
　　其次，介紹復合材料層

3、板結構在ANSYS軟件分析中的單元選擇，鋪層角度設置以及層板結構模型建立的方法，結合復合材料經典層合板理論，分析纖維增強復合材料層板結構各鋪層的應力應變情況，研究鋪層角度的不同對層板結構的力學性能所產生的影響。
　　最后，根據復合材料的各種破壞失效判斷準則，研究復合材料層板結構在拉伸載荷作用下的破壞情況及裂紋擴展。結合細觀單胞模型，建立基于細觀單胞模型的ANSYS\LS-DYNA聯(lián)合建模方法，研究加載應變率的不同造成材料破壞強度的