复合材料板弹簧渐进失效分析与极限载荷预报

丁智平¹，樊凯^1,2，张亚新²，李再轲²，王甲世²，曾家兴¹

1. 湖南工业大学机械工程学院2. 湖南株洲时代新材料科技股份有限公司

摘 要：基于复合材料细观力学Mori-Tanaka方法,使用Digimat软件预测纤维增强树脂基复合材料宏观弹性常数,建立复合材料细观和宏观力学响应间的耦合关系;考虑了复合材料的制造缺陷,采用逆向回归迭代法对基体材料的弹性常数进行修正;基于ABAQUS软件和Digimat软件耦合的计算平台,在复合材料板弹簧有限元模型中调用Mori-Tanaka细观本构模型,考虑复合材料的细观损伤,引入纤维和基体的失效准则进行宏细观耦合模型渐进失效的数值模拟,实现复合材料板弹簧的极限载荷预报,并通过复合材料板弹簧的极限载荷试验进行了验证。结果表明:复合材料板弹簧的试验断裂位置与模拟预测的断裂位置基本一致,极限载荷试验值与预测值的偏差为5.1%。

关键词：复合材料;板弹簧;细观力学;失效分析;极限载荷;