基于XFEM-CZM耦合法的胶接接头裂纹扩展分析及强度预测

发布时间：2022-09-29 14:54

　　采用扩展有限元法（XFEM）和内聚力模型（CZM）相耦合的方法,分析胶接接头胶层内部裂纹扩展、界面脱粘分层现象。采用内聚力单元和内聚力接触描述胶层/板材界面,建立单/双搭接接头有限元模型。预测拉伸载荷下接头的强度性能并与已有试验数据对比分析,验证XFEM-CZM耦合法的可行性及内聚力单元和内聚力接触2种界面建模方法的有效性。模拟裂纹从胶层内部扩展至胶层/板材界面并引起界面脱粘分层的过程,分析其损伤失效机理。讨论初始裂纹长度和界面刚度、强度及应变能释放率对胶接接头强度性能的影响。结果表明:胶接接头强度随初始裂纹长度增加而降低,且在双搭接接头模型中表现更为明显;界面刚度、强度对胶接接头强度影响较大而应变能释放率的影响较小。 

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
1 数值方法与损伤模型
    1.1 扩展有限元法
    1.2 胶层的裂纹起始和扩展准则
    1.3 界面损伤模型
2 单/双搭接接头有限元模型
    2.1 材料参数
    2.2 几何模型
    2.3 有限元模型
3 数值验证与参数讨论
    3.1 数值验证
    3.2 裂纹扩展及界面脱粘分析
    3.3 参数的影响
        3.3.1 初始裂纹长度的影响
        3.3.2 界面参数的影响
            1) 界面刚度
            2) 界面强度
4 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]扩展有限元方法与内聚力模型耦合下斜接修补复合材料的胶层损伤和缺陷[J]. 冯威,徐绯,由昊,李梦琳.  复合材料学报. 2018(05)

硕士论文
[1]碳纤维增强复合材料界面裂纹扩展及损伤研究[D]. 胡丹.北京化工大学 2016
[2]基于扩展有限元法的螺旋裂纹扩展研究[D]. 张绍云.浙江大学 2013
[3]基于扩展有限元法与水平集法的结构裂纹扩展特性研究[D]. 冯坤.浙江大学 2013



本文编号：3682797