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含缺口复合材料层合板强度的有限元模拟

王超  
【摘要】: 复合材料层合板由于其良好的力学性能和可设计性等优点目前已广泛地应用于南南南南等领域。然而在飞机结构中由于装配或布局方面的需要,常常要在复合材料层合板上打孔或开口。而开口附近容易产生应力集中,应力集中的产生对复合材料结构的承载能力、使用寿命可能会产生严重的影响。所以对复合材料层合板缺口强度的研究具有非常重要的意义。 本文对前人有关复合材料层合板缺口强度的问题的工作方法进行了全面的总结。概括了基于各种不同假设依据下的预测模型,分析了各种不同形式层合板的损伤机理。鉴于前人方法很多都依赖于试验,本文采用渐进失效的方法,通过计算机模拟仿真的方法来实现含中心孔复合材料层合板强度预测的问题。 通过商用有限元软件建立了参数化模型,分析不同铺层结构的失效机理,用C语言编写了失效准则程序,对单元应力状态加以分析与损伤判断。通过脚本语言与C语言编写程序来对失效单元参数按照所采用的退化方式进行退化。利用ISIGHT集成封装,运用PCL语言命令调用铺层信息,逐级加载,反复迭代,最后得到含中心孔复合材料层合板强度。与试验数据相比,本文所得结果令人满意。


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