杨眉
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陈秀华
,
伍春波
机械工程材料
对固体火箭发动机纤维缠绕复合材料壳体在爆破载荷作用下的失效进行了研究，基于Abaqus计算软件及二次开发，以Hashin准则作为单层失效判据建立了纤维缠绕复合材料壳体渐进失效模型；对失效单元刚度折减实现壳体爆破渐进失效的数值模拟，预测损伤类型、演化及爆破压力，并进行了相关试验验证。结果表明：壳体爆破渐进失效主要是由于中间部位的基体开裂和纤维拉断，爆破压力的有限元模拟与试验结果误差为7．1％，失效模型能较好地预测壳体爆破失效过程。
关键词:
固体火箭发动机复合材料壳体
,
渐进失效
,
数值模拟
,
爆破
卢少娟
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150410.002
应变不变量失效理论(SIFT)是一种新型的基于物理失效模式的复合材料强度理论,被广泛应用于复合材料结构失效分析.首先,为了提高理论分析的精度,SIFT被扩展用于分析碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层合板开孔结构的静载压缩逐步失效机制和强度.开发的SIFT实施方法包括材料强度表征和结构强度预测两个部分.结构强度预测是基于ABAQUS平台并使用Fortran语言编写用户自定义材料子程序(UMAT)实现的.随后,将SIFT预测值与经典复合材料强度理论Tsai-Wu和Hashin理论的预测结果和试验结果进行了对比,结果显示SIFT预测的精度最高.同时,基于SIFT对静载压缩下的AS4/3501-6层合板开孔结构从初始失效到最终失效的失效机制演变进行了详细的分析.最后,将SIFT预测的AS4/3501-6层合板开孔结构静载压缩的失效机制与试验结果进行了对比.结果表明SIFT预测的逐步失效机制与试验结果相吻合,所得结论为CFRP结构强度的预测提供了新思路.
关键词:
应变不变量失效理论
,
失效准则
,
UMAT
,
逐步失效
,
开孔结构
宇鹏飞
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蔡洪能
,
焦菲
,
韩雪成
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.004
基于微观力学失效(MMF)理论对碳纤维增强复合材料(CFRP)多向层合板在低速冲击载荷下失效机制及损伤过程进行分析和预测。建立基于 MMF理论的层合板结构冲击损伤行为分析方法。首先，使用 MMF理论对冲击过程中组分的失效类别进行判别；然后，根据组分失效的类别制定出相应的材料性能退化方案来实现对复合材料在低速冲击下的逐步失效分析；在ABAQUS平台上开发了基于显示分析的用户材料子程序(VUMAT)，即基于 MMF理论的层合板冲击损伤分析程序；最后，利用 MMF理论冲击损伤行为分析方法，对 UTS50/E51碳纤维增强复合材料多向层合板在小能量低速冲击情况下的失效机制和损伤形貌进行预测，并将预测结果与试验结果进行对比，分析了利用 MMF理论预测冲击损伤这一方法的准确性。结果表明理论预测的凹坑直径与试验测试的凹坑直径误差为4.8%，预测的失效机制和损伤形貌与实际观察的一致。
关键词:
微观力学失效理论
,
组分强度表征
,
VUMAT
,
逐步失效
,
冲击损伤
