夹芯结构的疲劳裂纹损伤扩展研究
2019-08-21罗白璐朱英富李之达郑绍文
船舶力学 2019年8期
罗白璐,朱英富,李之达,郑绍文
(1.中国舰船设计研究中心,武汉430064;2.武汉理工大学,武汉430063)
0 引 言
复合材料疲劳损伤演化规律及作用机理的研究,对于材料的疲劳力学研究有着很重要的意义。Mao[1]依照材料的疲劳损伤演化会经历三个阶段,基于唯象角度标示出了循环次数和复合材料整体损伤之间的关系。Montesano[2]指出在疲劳损伤的过程中应该注重有可能会发生的局部应力重分配情况,导致疲劳累积损伤演化。Singh[3]基于能量角度,选用双参数威布尔分布,将所研究的复合材料的临界能量释放率进行了定义,并对可能发生的数值波动进行统计,通过建立损伤演化模型探讨了在双轴疲劳载荷情况下碳纤维和玻璃纤维的损伤演化过程和应力-应变等关系。
本文应用累积损伤力学理论,以夹芯复合材料板为研究对象,开展了复合材料在交变载荷下疲劳累积过程的演化规律研究,借助于能敏感反映复合材料性能的刚度量,建立了夹芯复合材料结构在弯曲交变载荷作用下的结构疲劳累积损伤渐降模型。对全寿期内裂纹的萌生及扩展的全历程规律进行了描述,并采用刚度衰减作为复合材料结构失效状态控制量,最终构建了一个含疲劳全过程分析的宏观唯象损伤模型。
1 累积损伤分析
在应变以及应力的作用下,在某一点或者是某些点的地方会出现一些永久性的变化,而这些变化会随着循环次数的增多发生进一步的扩大,最终导致材料发生累计损伤。……
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