一种计算复合材料湿扩散系数的等参化FVDAM模型

以界面平均相对湿浓度为基本未知量,用界面相对湿浓度连续、湿流通量连续和湿扩散方程建立复合材料湿扩散系数求解的等参化有限元体积直接平均法(FVDAM)模型,计算了复合材料的湿扩散系数,获得了复合材料单胞内的湿流通量分布并将模型用于芳纶复合材料吸湿行为分析。结果表明:该模型能反映复合材料复杂微结构及纤维自身吸湿特征,较Shen-Springer,Hashin,Piggott模型更适于复合材料湿扩散系数的求解。

等参化FVDAM在复合材料湿热应力分析中的应用

在等参化有限元体积直接平均法(FVDAM)中引入等效湿胀系数,建立了复合材料湿热耦合的细观应力场分析模型。计算了湿热环境中不同纤维体积含量和湿含量复合材料的细观应力场。结果表明:湿热环境中复合材料界面径向应力最大值发生于纤维密集区的相邻纤维间的界面处,最小值出现在基体富区;初始吸湿对热残余应力有释放作用,最终吸湿的影响将超过热残余应力,界面应力状态也随之改变。计算所得细观应力场与有限元(FEM)法有较好的一致性。