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题名考虑变形诱导纤维转动的增量-正割非线性平均场仿真
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作者
程春
杨培继
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机构
扬州大学机械工程学院
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出处
《力学学报》
2025年第8期1920-1928,共9页
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文摘
纤维增强聚合物复合材料以其较高的比强度和比刚度而广泛应用于航空航天及汽车等行业.文章针对纤维增强聚合物复合材料在非线性与损伤建模中的关键难题,提出两项创新性改进.建立了具有工程实用价值的先进损伤本构模型.首先,针对传统均质化方法在复杂载荷路径下预测失真的技术瓶颈,以增量-正割非线性法为框架,创新性地考虑基体非对称塑性与纤维基体界面脱黏等特性,构建了能够精确捕捉复合材料渐进损伤过程的新型均值场均匀化模型.该方法在面内剪切等复杂载荷下展现出独特优势,突破了传统方法的技术瓶颈,即无法准确模拟应力-应变曲线的缓慢下降段.其次,模型创新性地考虑了应变对于纤维转动的影响,通过量化剪切变形过程中纤维取向的动态演化规律,显著提升了模型对复合材料大剪切变形的预测精度.经ABAQUS有限元仿真验证,该模型成功整合非对称基体塑性、界面脱黏、应变软化等复杂特性,研究成果显著提升了复合材料结构多尺度损伤建模能力,为航空航天复合材料结构的精细化设计提供了新的理论工具.
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关键词
增量正割法
变形诱导纤维转动
均值场均匀化
界面脱黏模型
基体平均非对称塑性
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Keywords
incremental secant method
deformation-induced fiber rotation
mean-field homogenization
interface debonding model
asymmetric average matrix plasticity
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分类号
TB332
[一般工业技术]
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