刚度退化准则对复合材料强度分析的影响研究

研究了复合材料刚度退化准则对破坏载荷分析结果的影响。分析采用渐进损伤方法,以Hashin准则为材料失效判据,分别采用基于断裂能的指数退化方法、基于失效因子的反比例退化准则以及瞬间退化准则等刚度退化准则,通过用户材料子程序在ABAQUS中实现。利用文献中碳纤维复合材料开孔拉伸试验数据,对3种退化准则的预测效果进行了对比,结果表明:基于失效因子的反比例退化准则能很好地预测试验件损伤演化过程以及最终破坏载荷;基于断裂能的指数退化方法也能得到较好的结果;瞬间退化准则低估了材料损伤后的承载能力,得到的分析结果过于保守。

复合材料层合板单钉连接件强度试验与模拟

本文主要进行复合材料层合板强度试验研究,借助有限元分析,进行紧固件连接件破坏过程数值模拟。依据试验标准,开展了复合材料层合板沉头单钉单剪连接件在静力载荷下的力学行为的试验研究,得到其在不同铺层形式下的挤压响应如载荷-变形关系、极限挤压强度和挤压模量。并利用试验结果,建立复合材料层合板单钉连接件三维累积损伤模型,研究了连接件强度计算方法,表明以添加了拉伸分层和压缩分层破坏模式的LaRC05准则和刚度退化准则为基础,运用累积损伤方法进行复合材料层合板单钉连接的强度分析的方法有较高的预测精度和适应性,能反映真实的试验现象和趋势。结合试验与模拟结果,讨论了接头损伤破坏过程,分析了损伤机理及接头变形,比较不同铺层对连接件强度的影响。