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10.16579/j.issn.1001.9669.2016.05.019

混杂复合材料拉伸失效过程的两尺度数值模拟

引用
建立了混杂复合材料纤维和纤维束两个尺度的三维有限元模型.纤维尺度模型包含了单种纤维和树脂基体,考虑了纤维、基体、纤维/基体界面等微观失效机理,以此得到了单种纤维复合材料(纤维束)的强度参数;纤维束尺度模型包含了不同种类的纤维束,考虑了纤维束自身及相邻纤维束之间界面的失效.模型中各组分材料的损伤和失效均采用粘聚力模型模拟,反映出材料中裂纹的分布和扩展情况.两级模型的计算均采用显式有限元算法,可考虑纤维断裂时释放出的能量对周围材料的冲击效应.两级模型还分别引入了纤维和纤维束强度参数的Weibull分布,考虑了破坏的随机性.用上述模型模拟了不同混杂比例、不同混杂方式的碳/玻纤维混杂复合材料拉伸失效过程.研究发现碳纤维束体积含量小于等于10%时有明显的二次破坏现象,此时夹芯混杂材料的最大伸长率和拉伸强度略高于分散混杂材料;当碳纤维束体积含量大于10%时,二次破坏不明显,且两种混杂方式对材料的强度影响不大.

混杂复合材料、有限元分析、粘聚力模型、Weibull分布、拉伸性能

38

TB332(工程材料学)

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2016-11-10(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)

1008-1015

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