基于ECPL模型的平纹机织复合材料低速冲击多尺度模拟

摘要：

采用多尺度方法对平纹机织复合材料低速冲击损伤进行了数值模拟.建立E玻璃纤维束的微观单胞模型,计算出纤维束的等效刚度和强度;然后建立平纹机织复合材料的细观单胞模型,并基于连续损伤力学模型和三维Hashin失效准则对细观模型进行损伤演化模拟;提出一种新的基于体积平均法的局部均匀化方法,将细观模型转化为含有0°和90°单层的等效交叉层合板(ECPL)模型,同时将建立的ECPL模型扩展成宏观模型并对其低速冲击损伤进行数值模拟,得出冲击能量为30 J下平纹机织复合材料的力位移曲线及能量曲线并与文献中的试验结果进行了对比.结果 表明,由于层合板未发生穿孔破坏,力和位移均呈现先增大后减小的趋势,数值模拟峰值力为5 621 N,与试验值误差为1.3％;并且层合板失效形式主要为纤维和基体拉伸损伤及层间分层损伤.宏观ECPL低速冲击模型的数值与试验结果吻合较好,验证了局部均匀化方法和多尺度模型的有效性.

关键词：平纹机织复合材料、等效交叉层合板模型、局部均匀化、低速冲击、多尺度模型

所属期刊栏目：39

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金民航联合基金培育项目;国家博士后科学基金面上资助项目;河南省等学校重点科研项

在线出版日期：2020-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：295-304