虚拟裂纹闭合技术在热障涂层裂纹扩展中的研究进展

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作者 李帅 何扬 +3 位作者 彭慧璇 任继华 蔡厚道 周启兴 《表面技术》 北大核心 2025年第13期29-42,共14页

热障涂层因其优异的抗氧化、隔热、耐腐蚀性能以及结构简单的特点,被广泛应用于航空发动机等高温热端部件表面。在复杂的服役环境中,涂层的失效通常由裂纹扩展引起。针对裂纹扩展问题,最有效的方法是通过数值模拟对损伤过程进行仿真,从... 热障涂层因其优异的抗氧化、隔热、耐腐蚀性能以及结构简单的特点,被广泛应用于航空发动机等高温热端部件表面。在复杂的服役环境中,涂层的失效通常由裂纹扩展引起。针对裂纹扩展问题,最有效的方法是通过数值模拟对损伤过程进行仿真,从而再现裂纹扩展过程,预测裂纹扩展趋势及寿命。其中,虚拟裂纹闭合技术(Virtual Crack Closure Technique,VCCT)因其只需对热障涂层进行一次完整分析即可获得变形,且无需奇异单元的优点,被广泛应用于裂纹扩展研究。本文系统梳理了VCCT理论的发展及其在热障涂层研究中的应用进展。首先介绍了裂纹扩展的研究现状,随后重点综述了针对裂纹扩展的数值模拟方法,特别是VCCT的基本原理及其在模拟中的拓展。最后,从能量释放率和断裂准则两方面阐述了虚拟裂纹闭合技术在热障涂层裂纹扩展中的研究进展。未来,应发展多裂纹交互精细化建模方法,结合人工智能技术构建数据驱动模型,通过残差神经网络(Residual Neural Network,ResNet)与生成对抗网络(Generative Admissible Network,GAN)实现应力场与约束的模型重构,从而实现裂纹扩展的评估与寿命预测,推动涂层失效分析从离线仿真向实时预测转型。 展开更多

关键词 热障涂层 虚拟裂纹闭合技术 裂纹扩展 应变能释放率 断裂准则

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虚拟裂纹闭合法在结构裂缝分析中的应用 被引量：2

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作者 王东旭 武亮 吕燕红 《人民长江》 北大核心 2013年第13期47-50,共4页

为分析复杂结构在复杂荷载作用下的断裂力学问题,基于结构断裂分析中的三维虚拟裂纹闭合技术(virtual crack closure technique,VCCT),应用ABAQUS有限元软件中的UEL编写了裂纹尖端接口单元程序,该接口单元无需后处理即可直接得到裂纹尖... 为分析复杂结构在复杂荷载作用下的断裂力学问题,基于结构断裂分析中的三维虚拟裂纹闭合技术(virtual crack closure technique,VCCT),应用ABAQUS有限元软件中的UEL编写了裂纹尖端接口单元程序,该接口单元无需后处理即可直接得到裂纹尖端的应变能释放率。用该方法计算了两个三维算例,并将计算结果与解析解进行了比较,结果与解析解吻合较好,证明所提方法具有较高精度和可靠性,为分析复杂结构的断裂力学问题提供了很好的思路和工具。 展开更多

关键词 虚拟裂纹闭合技术 应变能释放率 应力强度因子 断裂单元

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基于有限元技术的疲劳裂纹扩展方法研究进展 被引量：4

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作者 苏玉昆 马涛 +3 位作者 赵晓鑫 张光亮 朱加雷 张鹏 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期308-343,共36页

疲劳裂纹是引起工程结构断裂失效的重要因素之一.目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真商业软件有ANSYS、ABAQUS、FRANC3D、ZENCRACK等,这些软件为疲劳裂纹扩展过程的研究提供了有力支撑.本文对目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真方法进行了综述.阐... 疲劳裂纹是引起工程结构断裂失效的重要因素之一.目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真商业软件有ANSYS、ABAQUS、FRANC3D、ZENCRACK等,这些软件为疲劳裂纹扩展过程的研究提供了有力支撑.本文对目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真方法进行了综述.阐明了疲劳裂纹的定义以及研究疲劳裂纹扩展行为的必要性;介绍了三种用于模拟疲劳裂纹扩展的有限元方法:扩展有限元法(XFEM)、内聚力模型(CZM)和虚拟裂纹闭合技术(VCCT);分别总结了三种方法的基本理论和核心思想,对三种方法的应用与发展进行了分类归纳;最后对三种有限元方法进行分析,指出每种方法各自的优势及目前存在的局限性,并对疲劳裂纹扩展有限元仿真技术的未来改进方向给出了建议. 展开更多

关键词 疲劳裂纹扩展 扩展有限元法 内聚力模型 虚拟裂纹闭合技术 数值模拟

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塑封SiC功率器件在高温损耗功率下的热应力和断裂分析 被引量：1

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作者 傅朝 王珺 《半导体技术》 北大核心 2025年第4期393-398,共6页

塑封SiC功率器件是新能源汽车电力电子技术的核心,其在高温环境、高功率下工作的可靠性是关键问题。对具有顶部散热结构的塑封SiC功率器件,考虑高温环境下芯片的损耗功率,利用有限元分析(FEA)研究了热应力分布,并采用虚拟裂纹闭合技术(V... 塑封SiC功率器件是新能源汽车电力电子技术的核心,其在高温环境、高功率下工作的可靠性是关键问题。对具有顶部散热结构的塑封SiC功率器件,考虑高温环境下芯片的损耗功率,利用有限元分析(FEA)研究了热应力分布,并采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)分析了塑封器件的界面断裂问题。结果表明,塑封器件热应力集中在芯片和焊料层界面,较薄的芯片和适当增厚的焊料层可有效降低界面的断裂风险;当预裂纹长度超过100μm时,芯片和焊料层界面裂纹可能扩展;裂纹前缘更易形成弧形;裂纹扩展与张开、剪切和撕裂三种断裂模式相关,对面外相位角分析发现撕裂模式在裂纹边角处占比更高,而裂纹中间区域以剪切模式为主。 展开更多

关键词 SIC 断裂 热应力 极端工况 有限元分析(FEA) 虚拟裂纹闭合技术(VCCT)

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基于非协调广义混合元的应变能释放率分析

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作者 胡景扬 刘艳红 何雨轩 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期559-565,共7页

为了改进位移有限元法与虚拟裂纹闭合技术相结合的模型求解应变能释放率精度不高的问题,将非协调广义混合法与虚拟裂纹闭合技术融合,提出计算含裂纹板结构应变能释放率的非协调广义混合元方法。非协调广义混合元方法与虚拟裂纹闭合技术... 为了改进位移有限元法与虚拟裂纹闭合技术相结合的模型求解应变能释放率精度不高的问题,将非协调广义混合法与虚拟裂纹闭合技术融合,提出计算含裂纹板结构应变能释放率的非协调广义混合元方法。非协调广义混合元方法与虚拟裂纹闭合技术的承接关系简洁直观。非协调广义混合元方法可同时引入有限元模型的位移边界条件和应力边界条件,有限元模型理论性客观,且避免了传统混合法对角线上存在零元素会导致求解不稳定的弊端。另一方面,该方法的线性方程组可与位移有限元法的线性方程组共享相同的求解器,数值结果稳定。从理论上讲,通过该方法求得的位移、应力和节点力的数值结果精确度会更高。数值算例分析表明,通过非协调广义混合元与虚拟裂纹闭合技术相融合的方法求解所得应变能释放率的数值结果收敛稳定可靠,在相同网格密度下,数值结果精度优于非协调位移有限元方法。 展开更多

关键词 非协调广义混合元 应变能释放率 虚拟裂纹闭合技术 断裂力学

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含裂纹胶接金属加筋板的Ⅰ型应力强度因子求解

6

作者 何仕玖 张晓晶 汪海 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期251-256,264,共7页

借鉴纤维增强金属层板桥接应力求解模型的理论和方法建立了胶接金属加筋板桥接力的求解模型,利用叠加原理将含裂纹胶接加筋板的Ⅰ型应力强度因子的求解分为2种情况,即利用Swift的位移协调方法求解破损筋条和普通筋条作用下基板的应力强... 借鉴纤维增强金属层板桥接应力求解模型的理论和方法建立了胶接金属加筋板桥接力的求解模型,利用叠加原理将含裂纹胶接加筋板的Ⅰ型应力强度因子的求解分为2种情况,即利用Swift的位移协调方法求解破损筋条和普通筋条作用下基板的应力强度因子,以及利用桥接力模型求解桥接筋条作用下基板的应力强度因子.同时,利用有限元法和相关文献的实验结果验证桥接力模型和应力强度因子求解方法的有效性.结果表明,所建立的桥接力模型能够快速求解桥接力和胶接加筋板的Ⅰ型应力强度因子. 展开更多

关键词 胶接加筋结构 止裂条带 桥接应力 应力强度因子 虚拟裂纹闭合技术

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半圆形初始裂纹在交变拉伸载荷下的裂尖应力场数值模拟

7

作者 周晓松 张焱冰 张岳林 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期57-62,共6页

[目的]为研究板结构中初始裂纹深度沿板厚方向分布不均匀的问题,[方法]基于三维虚拟裂纹闭合技术(VCCT),以半圆形初始裂纹为例,对其在交变拉伸载荷作用下的裂尖应力场进行数值模拟。[结果]结果表明:对于裂纹水平面的应力场,在发生塑性... [目的]为研究板结构中初始裂纹深度沿板厚方向分布不均匀的问题,[方法]基于三维虚拟裂纹闭合技术(VCCT),以半圆形初始裂纹为例,对其在交变拉伸载荷作用下的裂尖应力场进行数值模拟。[结果]结果表明:对于裂纹水平面的应力场,在发生塑性变形的区域,计算点的von Mises等效应力随着距裂尖距离的增大而减小,两者之间呈线性或双线性关系;在未发生塑性变形的区域,该应力值基本上是裂尖距离的三次函数。对于裂纹横断面,裂纹总是沿裂纹边缘形状的法向方向扩展,且应力峰值出现在裂纹边缘,裂纹内部应力值随着距裂纹中心的距离呈现高度的非线性分布,而外部应力值则随着距裂纹中心距离的增大而减小。当该距离超过裂纹半径的1.67倍时,应力集中消失;当拉伸载荷为2/3和1/3倍材料屈服应力时,裂纹边缘的应力峰值总是分别等于载荷的1.45倍和2倍。[结论]研究结果可为考虑初始裂纹的板结构的疲劳强度计算提供参考。 展开更多

关键词 初始裂纹 交变拉伸载荷 裂尖应力场 虚拟裂纹闭合技术 裂纹扩展

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垂直于双材料非完美界面的裂纹断裂分析 被引量：2

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作者 杨焕强 王瑞和 周卫东 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第35期10450-10454,共5页

当垂直裂纹到达两种材料界面时,其进一步的扩展受多种因素影响。采用线性弹簧模型模拟两种材料间的非完美界面,用能量释放率作为描述裂纹扩展的参量,结合有限元方法与虚拟裂纹闭合技术(VCCT),提出了一种垂直于双材料非完美界面裂纹扩展... 当垂直裂纹到达两种材料界面时,其进一步的扩展受多种因素影响。采用线性弹簧模型模拟两种材料间的非完美界面,用能量释放率作为描述裂纹扩展的参量,结合有限元方法与虚拟裂纹闭合技术(VCCT),提出了一种垂直于双材料非完美界面裂纹扩展能量释放率的计算方法;研究分析了能量释放率的影响因素。结果表明,界面参数对能量释放率有较大影响,尤其是沿裂纹法线方向的界面参数对能量释放率影响更大,存在上、下临界的界面参数,当界面参数大于上临界值或小于下临界值时,能量释放率达到极值,基本不受界面参数的影响;当裂纹在较软材料内时,能量释放率随着裂纹逐渐靠近界面而减小,反之,能量释放率增大;能量释放率随材料二弹性模量的增大而减小,随外载荷及裂纹长度的增大而增大,且外载荷及裂纹长度越大,能量释放率的增幅越大。 展开更多

关键词 非完美界面 能量释放率 虚拟裂纹闭合技术 界面参数 弹簧模型

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两种厚度的层合板单搭接胶接接头的静力与疲劳性能研究 被引量：2

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作者 张茹 陈向明 +2 位作者 李新祥 袁菲 程立平 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第7期86-92,共7页

针对两种厚度的复合材料单搭接胶接接头开展了静力与疲劳试验研究和静力数值分析。用虚拟裂纹闭合技术模拟搭接胶接界面,研究单搭接试件在轴向拉伸载荷作用下的裂纹起始和扩展原理。结果显示:损伤起始时刻,G_(Ⅲ)远远小于G_(Ⅰ),G_(Ⅱ);... 针对两种厚度的复合材料单搭接胶接接头开展了静力与疲劳试验研究和静力数值分析。用虚拟裂纹闭合技术模拟搭接胶接界面,研究单搭接试件在轴向拉伸载荷作用下的裂纹起始和扩展原理。结果显示:损伤起始时刻,G_(Ⅲ)远远小于G_(Ⅰ),G_(Ⅱ);G_(Ⅰ)随着裂纹长度的增加而减小,G_(Ⅱ)随裂纹长度的增加而增大;界面损伤起始主要受面外剥离力的影响,裂纹扩展主要受滑移剪切力的作用。设计两种厚度的复合材料单搭接胶接接头的疲劳试验,得到了不同疲劳载荷下试件的疲劳寿命,并给出相应裂尖G_(Ⅰ)/G_(Ⅰ)C,G_(Ⅱ)/G_(Ⅱ)C的值;绘制N-G_(Ⅰ)/G_(Ⅰ)C,G_(Ⅱ)/G_(Ⅱ)C曲线发现,寿命随G_(Ⅰ)/G_(Ⅰ)C增加的递减幅度远远大于随G_(Ⅱ)/G_(Ⅱ)C变化的幅度;对比试件胶接界面破坏形式发现,与粘接层较薄试验件相比,粘接层较厚的试验件界面破坏形式较平滑,且胶层破坏面积所占比例较高;随着疲劳载荷值的增加,搭接区域胶层破坏面积所占比例减小,被粘接的复合材料纤维层撕裂面积增加。 展开更多

关键词 层合板 单搭接 胶接界面 虚拟裂纹闭合技术 疲劳 复合材料

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一种先进的飞机吊挂结构疲劳寿命仿真分析方法 被引量：6

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作者 苟文选 张芮晨 +2 位作者 耿小亮 高宗战 何新党 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期905-909,共5页

常规的有限元疲劳寿命仿真分析采用连续函数作为形状函数,在处理位移不连续问题时,需将裂尖附近网格进行高密处理和重新剖分来进行裂纹扩展模拟,导致求解规模大,计算效率低。采用扩展有限元法和虚拟裂纹闭合技术,以吊挂结构为研究对象,... 常规的有限元疲劳寿命仿真分析采用连续函数作为形状函数,在处理位移不连续问题时,需将裂尖附近网格进行高密处理和重新剖分来进行裂纹扩展模拟,导致求解规模大,计算效率低。采用扩展有限元法和虚拟裂纹闭合技术,以吊挂结构为研究对象,通过建立局部模型,对疲劳裂纹扩展寿命进行分析计算,使得计算效率提高,且计算结果与试验结果相比,误差仅为8.2%,从而证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 疲劳裂纹扩展 扩展有限元 虚拟裂纹闭合技术 仿真分析

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屈曲模态对含缺陷复材加筋板后屈曲的影响 被引量：6

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作者 徐荣章 关志东 +1 位作者 刘璐 张楠 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1299-1304,共6页

某些结构类型的复合材料加筋板,由于一阶和二阶屈曲载荷十分接近,在压缩失稳时,相同的试验件会出现不同的失稳模态,并表现出明显不同的后屈曲承载能力.就此问题,进行了试验和数值模拟研究.轴压试验中,通过影像云纹法和超声C扫技术监测... 某些结构类型的复合材料加筋板,由于一阶和二阶屈曲载荷十分接近,在压缩失稳时,相同的试验件会出现不同的失稳模态,并表现出明显不同的后屈曲承载能力.就此问题,进行了试验和数值模拟研究.轴压试验中,通过影像云纹法和超声C扫技术监测试验件的失稳模态及缺陷扩展情况,以确定不同失稳模态对相同试验件后屈曲承载能力的影响.基于ABAQUS软件建立有限元模型,采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT,Virtual Crack Closure Technology)模拟含预置脱胶缺陷的筋条-蒙皮界面,将失稳波形以几何扰动的形式引入后屈曲分析.通过分析缺陷前缘应变能释放率,研究两种模态下缺陷扩展特性.计算结果与试验结果相吻合,研究表明两种模态下缺陷的扩展特性明显不同,导致该型加筋板在3个半波失稳模态下的后屈曲承载能力明显高于2个半波模态下的后屈曲承载能力. 展开更多

关键词 复合材料加筋板 虚拟裂纹闭合技术(VCCT) 屈曲模态 缺陷扩展 后屈曲特性

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Hopkinson压杆入射杆形状对动态断裂参量影响的数值方法研究 被引量：2

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作者 陈华燕 曾祥国 +2 位作者 钱晓军 王清远 许书生 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期120-125,共6页

利用Hopkinson压杆测量三点弯曲试样材料的动态应力强度因子,应力波载荷的惯性效应和弥散效应对试验结果不可忽略的影响已被许多学者的实验结果证实。将不同Hopkinson压杆入射杆形状产生的载荷—时间历程曲线作为动态有限元模型的载荷信... 利用Hopkinson压杆测量三点弯曲试样材料的动态应力强度因子,应力波载荷的惯性效应和弥散效应对试验结果不可忽略的影响已被许多学者的实验结果证实。将不同Hopkinson压杆入射杆形状产生的载荷—时间历程曲线作为动态有限元模型的载荷信息,采用Ansys/LS-DYNA有限元软件,基于虚拟裂纹闭合技术(virtual crack closure technique,VCCT)计算得到三点弯曲试样的动态应力强度因子变化曲线,曲线上起裂时间对应的值即为材料的动态断裂韧度。进一步考虑入射杆形状及惯性效应对冲击载荷曲线的影响,研究动态应力强度因子的变化规律,为Hopkinson压杆测试动态断裂韧度提供合理、可行的方法。 展开更多

关键词 HOPKINSON压杆 三点弯曲试样 动态应力强度因子 虚拟裂纹闭合技术

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基于断裂力学的钢桥面鼓泡扩展准则及影响因素研究 被引量：1

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作者 张华 张海伟 郝培文 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期671-676,共6页

文章基于一阶剪切变形板理论和断裂力学理论,将钢桥面环氧沥青混凝土铺装层鼓泡形成扩展的脱粘过程简化为界面裂纹的扩展过程,得到了鼓泡裂纹尖端的位移场,推导出鼓泡裂纹尖端能量释放率的解析解,并与采用虚拟裂纹闭合法计算结果进行了... 文章基于一阶剪切变形板理论和断裂力学理论,将钢桥面环氧沥青混凝土铺装层鼓泡形成扩展的脱粘过程简化为界面裂纹的扩展过程,得到了鼓泡裂纹尖端的位移场,推导出鼓泡裂纹尖端能量释放率的解析解,并与采用虚拟裂纹闭合法计算结果进行了对比,建立了鼓泡扩展的判断准则,讨论了载荷、鼓泡半径、铺装层厚度和弹性模量等因素对鼓泡裂纹扩展的影响。研究结果表明:鼓泡的径厚比较小时,剪切变形对鼓泡尖端能量释放率的影响不容忽视;鼓泡裂纹尖端的能量释放率随载荷和鼓泡半径的增加而变大,随铺装层厚度和弹性模量的增加而减小;适当增加铺装层厚度可以对鼓泡扩展起到抑制作用。研究结果对有效开展鼓泡模型试验和研究鼓泡病害的防治措施具有理论与应用价值。 展开更多

关键词 钢桥面铺装 鼓泡 断裂力学 虚拟裂纹闭合技术 扩展准则 影响因素

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基于VCCT复合材料柔性梁疲劳寿命研究

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作者 鲁国富 刘勇 张呈林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期229-233,共5页

建立了直升机复合材料柔性梁的二维有限元模型,计算了在离心力和挥舞弯矩载荷作用下柔性梁的应力-应变场;应变计算值与试验值基本一致,说明该模型是合理的。针对柔性梁内部断层引起的分层,引入了虚拟裂纹闭合技术;考虑分层尖端前后单元... 建立了直升机复合材料柔性梁的二维有限元模型,计算了在离心力和挥舞弯矩载荷作用下柔性梁的应力-应变场;应变计算值与试验值基本一致,说明该模型是合理的。针对柔性梁内部断层引起的分层,引入了虚拟裂纹闭合技术;考虑分层尖端前后单元长度不等和大转动的影响,修正了应变能释放率的计算公式。结合有限元模型和虚拟裂纹闭合技术,计算了分层扩展时的应变能释放率。利用应变能释放率的最大值预测了柔性梁的分层疲劳寿命,预测结果与试验值相一致。 展开更多

关键词 虚拟裂纹闭合技术 复合材料 柔性梁 疲劳 应变能释放率

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固体火箭发动机推进剂/衬层界面粘接性能的仿真研究 被引量：7

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作者 王鹏博 郑健 +1 位作者 许进升 周长省 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期207-215,共9页

为了研究适用于描述固体火箭发动机粘接界面的界面力学模型及其修正方法,分别采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)、内聚力模型(CZM)和扩展有限元法(XFEM),模拟了固体火箭发动机推进剂/衬层界面的I型脱粘试验。其中,自编译了多项式型和指数型内... 为了研究适用于描述固体火箭发动机粘接界面的界面力学模型及其修正方法,分别采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)、内聚力模型(CZM)和扩展有限元法(XFEM),模拟了固体火箭发动机推进剂/衬层界面的I型脱粘试验。其中,自编译了多项式型和指数型内聚力模型,采用XFEM-CZM耦合的方法解决了XFEM无法在界面边界扩展的问题,并对比分析了各个模型加载点处的载荷-位移曲线与试验曲线的吻合度,发现利用VCCT、CZM和XFEM方法构建的界面模型可以较好地预估裂纹的扩展过程,能够反映粘接界面的力学特性。同时,为探索模型优化所需研究的参数,通过调整各个模型相关的界面参数值,分析了界面参数对数值仿真曲线的影响,并采用了基于Hooke-Jevees算法的反演识别。研究结果表明,界面力学参数对界面模型具有显著的影响,基于Hooke-Jevees算法的反演识别能够实现对三种模型相关参数的修正。 展开更多

关键词 推进剂/衬层界面 虚拟裂纹闭合技术 内聚力模型 扩展有限元

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含预制脱粘的加筋壁板损伤扩展 被引量：3

16

作者 张茹 柴亚南 +1 位作者 张阿盈 陈向明 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期716-722,共7页

复合材料加筋壁板在制备过程中容易在筋条蒙皮胶界面处存在缺陷,加速了蒙皮与筋条界面脱粘,在极大程度上影响结构的承载能力。基于Abaqus有限元软件用内聚力模型(CZM)和虚拟裂纹闭合技术(VCCT)两种方法对筋条蒙皮界面含预制脱粘的加筋... 复合材料加筋壁板在制备过程中容易在筋条蒙皮胶界面处存在缺陷,加速了蒙皮与筋条界面脱粘,在极大程度上影响结构的承载能力。基于Abaqus有限元软件用内聚力模型(CZM)和虚拟裂纹闭合技术(VCCT)两种方法对筋条蒙皮界面含预制脱粘的加筋壁板损伤扩展进行研究,并对比试验结果验证了模型的合理性。给出预制脱粘前缘损伤起始时各型能量释放率的分布;进一步研究不同预制脱粘的位置、面积对加筋板最终破坏状态和结构承载能力的大小。对比发现脱粘前缘损伤起始时II型能量释放率的贡献最大;预制脱粘位于外侧时结构的承载能力比位于中部强;结构的承载能力随着预制脱粘面积的增加而减小。 展开更多

关键词 内聚力模型 虚拟裂纹闭合技术 能量释放率 脱粘 刚度

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含分层损伤的复合材料层压板后屈曲及低周疲劳分层扩展有限元模拟研究 被引量：5

17

作者 杜洪雨 奚晓波 +3 位作者 孟力华 董晓莉 罗贵骞 石荣荣 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第6期39-43,共5页

基于Abaqus软件建立3D层压板有限元模型,采用虚拟裂纹扩展技术(Virtual Crack Closure Technology,简称"VCCT")模拟分层界面。为接近真实物理模型,引入几何扰动。以含圆形分层区的层压板为研究对象,进行非线性后屈曲分层模拟... 基于Abaqus软件建立3D层压板有限元模型,采用虚拟裂纹扩展技术(Virtual Crack Closure Technology,简称"VCCT")模拟分层界面。为接近真实物理模型,引入几何扰动。以含圆形分层区的层压板为研究对象,进行非线性后屈曲分层模拟。根据后屈曲分层扩展分析结果,以Paris模拟疲劳分层的萌生及扩展,研究复合材料低周疲劳特性。 展开更多

关键词 复合材料层压板 虚拟裂纹闭合技术(VCCT) 后屈曲 分层扩展 低周疲劳

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含分层复合材料结构压缩强度研究 被引量：3

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作者 张东哲 林智育 +2 位作者 林仁邦 杨颜志 张霞 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第12期64-73,共10页

对含有不同预置分层的复合材料层合板进行压缩试验,记录不同分层损伤下复合材料层合板的极限载荷和破坏模式,并分析预置分层对复合材料层合板压缩强度的影响。基于ABAQUS平台建立含预置分层复合材料结构的有限元模型,编写UMAT子程序引入... 对含有不同预置分层的复合材料层合板进行压缩试验,记录不同分层损伤下复合材料层合板的极限载荷和破坏模式,并分析预置分层对复合材料层合板压缩强度的影响。基于ABAQUS平台建立含预置分层复合材料结构的有限元模型,编写UMAT子程序引入Hashin准则和Camanho准则研究结构纤维或基体损伤产生及演化,采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)结合B-K准则计算分层扩展,并将仿真分析结果与试验结果对比,验证仿真模型的正确性。采用相同方法进一步对含分层曲板进行分析,分析曲板弧度、分层尺寸、分层位置对曲板破坏模式以及压缩强度的影响。结果表明:弧度较大的曲板相比平板,其剩余压缩强度较高;弧度较小的曲板,分层尺寸越大剩余压缩强度越小,分层位置越深剩余压缩强度越大。 展开更多

关键词 复合材料层板 虚拟裂纹闭合技术 预置分层 UMAT子程序

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界面污染对复合材料层间性能的影响

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作者 李占营 李金花 鲁晓锋 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第9期58-62,共5页

采用双悬臂梁试验方法,研究了成型过程中界面污染对玻纤增强复合材料层间性能的影响,并采用基于虚拟裂纹闭合技术的有限元法对层间裂纹扩展过程进行了数值模拟。研究表明:界面污染试验件的层间Ⅰ型断裂韧性低于未污染试验件;界面污染试... 采用双悬臂梁试验方法,研究了成型过程中界面污染对玻纤增强复合材料层间性能的影响,并采用基于虚拟裂纹闭合技术的有限元法对层间裂纹扩展过程进行了数值模拟。研究表明:界面污染试验件的层间Ⅰ型断裂韧性低于未污染试验件;界面污染试验件的测试结果发散性大于未污染试验件;虚拟裂纹闭合技术的模拟结果与试验结果吻合良好,可用于预测裂纹扩展载荷。 展开更多

关键词 界面污染 玻纤增强复合材料 Ⅰ型断裂韧性 虚拟裂纹闭合技术

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