梁国强，孙耀宁，杨文君

（新疆大学机械工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047）

1 引言

纤维增强复合材料拥有较高的比强度和比刚度是金属材料所不能够相比的，此外在耐疲劳性能、结构稳定性方面以及耐高温性能等方面，也具有优异的表现[1]。因此，考虑到它在外界载荷中的优异性能，在风力发电、航天等领域中得到广泛应用[2]。复合材料结构承受不同交变载荷、随机载荷等多重载荷的作用，使得复合材料的局部区域应力集中，造成了复合材料的部分损伤，这些损伤是以不同形式存在的[3-4]，比如是纤维横向的界面脱胶和基体的大范围的开裂；纵向纤维的断裂；以及层板之间的分层破坏；更甚者就是多种损伤形态的共同存在，它们不仅与组分材料的性能有关系，而且还与铺层顺序、载荷的类型以及粘性系数等因素有着较深的联系。这将大大的降低材料的整体刚度和强度，阻力增大及其它物理性能的变化[5]。

对于复合材料的损伤问题，也是学者们不断研究的一块领域[6]。对于上述纤维增强复合材料所具有的多种多样不统一的损伤形式，与金属材料的损伤失效形式大不相同[7]，并不像金属材料损伤时所能观察到的仅仅是单一的非常明显的宏观裂纹，这导致了复合材料损伤分析的复杂性。复合材料在进行静力学隐式分析时，由于材料刚度的退化而引起的非线性损伤问题中，单元网格的破坏会造成模型计算的奇异性，为此，大多研究人员引入粘性正则化来解决这类收敛问题，如文献[8]结合层合板结构损伤机制，引入粘性系数对其进行损伤分析，但数值预测会对精度造成较大影响[8]。……