弹塑性多尺度分析的实现及其在颗粒增强复合材料中的应用
发布时间:2018-06-02 01:23
本文选题:颗粒增强复合材料 + 渐近展开 ; 参考:《复合材料学报》2017年09期
【摘要】:基于满足周期性假设和尺度分离假设的渐进展开均匀化原理,应用商业有限元软件ABAQUS实现了快速识别颗粒增强复合材料的等效弹性参数,及获取其宏-细观尺度下的非线性应力应变场信息。在细观尺度上,为了更好地逼近实际的复合材料结构,其增强颗粒采用不同直径和随机分布的球形进行近似。通过对不同颗粒含量的等效弹性参数的误差分析,证明了细观模型构造的合理性。此外,通过宏-细观尺度间的耦合机制,利用ABAQUS多个用户自定义子程序,实现了颗粒增强复合材料的非线性多尺度耦合分析,并提出了一套加速算法。最后据此研究了颗粒增强材料细观模型塑性演化过程对宏观力学性能的影响。由于编写的程序及分析的思路具有良好的通用性,这一工作为研究颗粒增强及其它复合材料的宏观力学性能提供了有益的参考。
[Abstract]:Based on the asymptotic expansion homogenization principle which satisfies the periodicity hypothesis and the scale separation hypothesis, the commercial finite element software ABAQUS is used to quickly identify the equivalent elastic parameters of the particle reinforced composites. And obtain the nonlinear stress-strain field information at macro-meso scale. In order to approach the actual composite structure in meso scale, the reinforced particles are approximated by spherical particles with different diameters and random distributions. Through the error analysis of the equivalent elastic parameters of different particle contents, the rationality of the construction of the mesoscopic model is proved. In addition, through the coupling mechanism between macro and mesoscale, the nonlinear multi scale coupling analysis of particle reinforced composites is realized by using ABAQUS user defined subprograms, and a set of acceleration algorithm is proposed. Finally, the effect of the plastic evolution process on the macroscopic mechanical properties of granular reinforced materials was studied. Due to the good generality of the program and the idea of analysis, this work provides a useful reference for the study of the macroscopic mechanical properties of particle reinforced and other composite materials.
【作者单位】: 浙江工业大学机械工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51375448;51375447)
【分类号】:TB332
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,本文编号:1966654
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