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刚度退化准则对复合材料强度分析的影响研究

2021-11-17郑晓玲汤家力鲍祝安

机械设计与制造工程 2021年10期
关键词:复合材料有限元分析

奚 蔚,郑晓玲,汤家力,郭 卫,鲍祝安

(1.中国商飞上海飞机制造有限公司,上海 201324)(2.中国商飞上海飞机设计研究院,上海 201210)

复合材料凭借其优异的强度、耐腐蚀、耐高温等性能在航空航天领域得到越来越多的应用[1-2]。复合材料的力学机理复杂、失效模式众多、强度预测难度大,前期更多采用试验方法获取复合材料的结构强度性能,但近年来有限元技术的发展给复合材料强度预测提供了新的思路。

目前复合材料有限元分析多采用渐进损伤理论,该理论通过建立适当的材料破坏准则以及损伤演化模型来揭示材料的失效机理,材料失效准则和强度退化准则是该理论的核心。李力等[3]利用三维Puck失效准则,结合唯象分析模量退化方法,发展了一种考虑就位效应的分析方法。Shimizu等[4]以二维Hashin准则为失效判据,考虑线性退化的损伤演化过程,并采用内聚力单元模拟可能的分层损伤,研究了不同长宽比椭圆开孔对复合材料压缩强度的影响。Hu等[5]采用基于应变的三维失效准则,结合基于断裂能的指数函数损伤演化准则,分析了复合材料螺栓接头的破坏形式及强度。陈静芬[6]提出一种基于基体弹塑性的有限元分析模型,纵向受载以Hashin准则判断损伤起始,损伤演化采用指数函数形式,横向采用弹塑性力学相应准则判断失效和演化。Li等[7]为研究复合材料层间剪切性能,提出了一种以Linde失效准则为基础、由断裂能控制的指数损伤退化方法,准确预测了层合板在三点剪切加载下的破坏过程。……

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