基于空间分解损伤变量法的碳纤维层合板褶皱缺陷演化的数值模拟研究
郑皓成1
周勃2
李慧3
王雅洁3
孙宁1
张雪岩1
1.沈阳工业大学 机械工程学院,沈阳 1108702.沈阳工业大学 机械工程学院,沈阳 110870;沈阳工业大学 建筑与土木工程学院,沈阳 1108703.沈阳工业大学 建筑与土木工程学院,沈阳 110870
摘要：为了研究含褶皱缺陷的碳纤维多向层合板的压缩损伤演化规律并准确预测损伤的萌生与扩展的力学行为,通过采用空间分解损伤变量法建立损伤本构,提出了一种通过减少材料参数个数以降低参数不确定性问题和简化空间变换计算流程的渐进损伤计算方法.首先,利用最大应力和Puck失效准则预测层内损伤的萌生,并结合混合模式损伤演化规律计算损伤变量.其次,基于损伤变量的物理意义在断裂面坐标系下进行空间分解,并代入损伤柔度矩阵推导出损伤本构.然后,为了预测层合板层间应力状态与损伤行为,建立了双线性牵引力-分离法则的内聚力模型.最后,编写了相应的Vumat子程序,并应用于Abaqus软件中完成了0.25 mm/min的准静态压缩加载的数值仿真分析.结果表明,采用此方法建立的有限元模型所预测出的应力-位移曲线和层合板的损伤分布与试验结果相吻合.利用所提计算方法计算真实应力简单直接,便于分析和确定含褶皱缺陷复合材料层合板的损伤位置与损伤演化情况.
关键词：碳纤维增强复合材料损伤本构渐进损伤模型内聚力模型褶皱缺陷
分类号：TB332(工程材料学)
论文发表日期：2025-04-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 63-69 )
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