基于改进型近场动力学方法的复合材料单向板变形与破坏分析

发布时间：2021-04-18 08:35

　　针对复合材料单向板的变形与破坏问题,采用经典的键型近场动力学（Peridynamics,PD）理论进行建模分析,利用基体键与纤维键描述单向板宏观各向异性,同时在基体键中引入反映长程力尺寸效应的核函数修正项改进近场动力学本构模型,构建相应的准静态数值求解体系。使用传统PD模型与改进型PD模型对单轴拉伸单向板变形进行定量计算,二者所得计算结果较理论解相对误差分别为3.5%和1.7%,表明改进型PD模型具有更高的定量计算精度。开展含不同角度中心裂纹单向板单轴拉伸破坏试验与数值模拟,二者所得单向板最终破坏形式与破坏特点均吻合,表明当前模型与方法能够有效处理单向板的破坏问题。最后对纤维角度为0°单向板的拉伸破坏过程展开模拟分析,结果表明单向板在前期主要出现基体开裂,当裂纹扩展至夹持区域后,结构出现纤维断裂,最终形成贯穿整个结构的断面导致单向板发生破坏。 

【文章来源】：宇航材料工艺. 2020,50(04)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

物质点间相互作用

图3所示分别为PD模拟与理论求解所得单向板x、y轴线处物质点位移ux、uy随x、y方向位置的变化曲线，使用已有PD模型与改进型PD模型所得定量计算结果较理论解的相对误差分别为3.5%和1.7%，相较于已有模型，改进型PD模型具备更高的定量计算精度。图3 单向板x、y轴位移图

单向板x、y轴位移图

【参考文献】：
期刊论文
[1]脆性多裂纹扩展问题的近场动力学建模分析[J]. 秦洪远,刘一鸣,黄丹.  浙江大学学报(工学版). 2018(03)
[2]孔隙率对复合材料单向板横向力学性能的影响[J]. 李波,万小朋,赵美英.  玻璃钢/复合材料. 2017(06)
[3]混凝土板裂纹扩展的态型近场动力学模拟[J]. 刘一鸣,黄丹,秦洪远.  计算机辅助工程. 2016(05)
[4]准静态变形破坏的近场动力学分析[J]. 黄丹,卢广达,章青.  计算力学学报. 2016(05)
[5]近场动力学方法及其应用[J]. 黄丹,章青,乔丕忠,沈峰.  力学进展. 2010(04)
[6]复合材料单向层合板损伤失效试验研究[J]. 王丹勇,温卫东.  复合材料学报. 2007(05)

硕士论文
[1]基于近场动力学的复合材料单向板渐进损伤模拟与实验研究[D]. 刘贞谷.哈尔滨工业大学 2017



本文编号：3145171