縫合復(fù)合材料加筋結(jié)構(gòu)壓縮載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)研究.pdf

1、縫合復(fù)合材料作為一種新型復(fù)合材料，由于其顯著提高了材料厚度方向的整體性，使傳統(tǒng)復(fù)合材料的抗分層抗脫粘性能大大提高，有望在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。深入研究縫合復(fù)合材料的宏觀力學(xué)性能及影響因素，詳細(xì)分析損傷過(guò)程及失效機(jī)理，是材料設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)，已成為當(dāng)前復(fù)合材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
　　 本文建立了考慮纖維面內(nèi)局部彎曲和纖維體積含量變化的縫合單層板細(xì)觀模型，引入周期性位移邊界條件，基于ABAQUS軟件，采用細(xì)觀有限元方

2、法，分析單層板的面內(nèi)剛度性能。
　　 應(yīng)用均勻化平均方法，預(yù)報(bào)單層板的等效彈性模量，并討論主要縫合參數(shù)對(duì)材料等效彈性常數(shù)的影響規(guī)律。
　　 基于周期性細(xì)觀胞元分析思想，采用非線性有限元方法，應(yīng)用ABAQUS 軟件和用戶定義子程序UMAT，結(jié)合橋聯(lián)模型，選用最大應(yīng)力失效準(zhǔn)則和Von Mises 失效準(zhǔn)則分別定義纖維束和基體的損傷類(lèi)型，根據(jù)相應(yīng)的材料性能退化方案，建立縫合復(fù)合材料單層板漸進(jìn)損傷有限元分析模型，研究典型單層板在

3、拉伸、壓縮和剪切載荷作用下的細(xì)觀損傷的發(fā)生和演化過(guò)程，并運(yùn)用均勻化平均方法，預(yù)測(cè)材料的宏觀變形規(guī)律和破壞強(qiáng)度。同時(shí)探討宏觀力學(xué)性能隨縫合工藝參數(shù)的變化規(guī)律。
　　 建立縫合復(fù)合材料加筋板的漸進(jìn)損傷分析有限元模型，深入研究加筋板在壓縮載荷下的損傷發(fā)生和擴(kuò)展過(guò)程。模型應(yīng)用界面單元方法和Quads 失效準(zhǔn)則模擬筋條與壁板的脫粘損傷，將之前分析得到的單層板材料性能運(yùn)用到加筋板的分析當(dāng)中，體現(xiàn)縫合對(duì)面內(nèi)力學(xué)性能的影響，并且采用桿單元模擬厚