三维五向编织复合材料渐进损伤分析的数值方法

韩小进¹，孙慧玉²，闫光³，阎楚良¹

1. 北京飞机强度研究所2. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室3. 吉林大学机械科学与工程学院

摘 要：基于连续损伤理论,推导了含损伤裂纹的正交各向异性材料的应力-应变关系。建立了考虑界面脱粘破坏的三维五向编织复合材料细观体胞模型,并将有限元网格尺寸和单元裂纹尺寸引入损伤演化方程。采用Hashin准则和von-Mises准则分别判断纱线与基体的初始损伤,结合Eshelby-Mori-Tanaka方法确定材料的刚度退化系数。利用ANSYS有限元软件对材料进行渐进损伤分析,得到了材料在单向拉伸作用下的应力-应变曲线和极限强度。计算结果表明,轴纱为材料的主要承力部分,小编织角材料的破坏模式主要为纱线的拉伸断裂,界面破坏情况较为严重。模拟计算结果与实验结果吻合较好。

关键词：三维五向;编织复合材料;渐进损伤;界面脱粘;数值分析;