表征平纹编织碳纤维复合材料特性的两种连续损伤模型 被引量：5

1

作者 刘增 魏新奇 夏勇 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第3期293-299,共7页

为表征平纹编织碳纤维复合材料的力学特性,对比了商业软件Ls-Dyna中两种连续损伤力学内置材料模型Mat58和Mat261。用准静态偏角度拉伸及穿孔实验与有限元(FE)仿真相结合的方法,分析比较了这两种模型的特点。结果表明:由于Mat261允许面... 为表征平纹编织碳纤维复合材料的力学特性,对比了商业软件Ls-Dyna中两种连续损伤力学内置材料模型Mat58和Mat261。用准静态偏角度拉伸及穿孔实验与有限元(FE)仿真相结合的方法,分析比较了这两种模型的特点。结果表明:由于Mat261允许面内剪切应力应变曲线的直接输入,其偏角度拉伸的仿真结果明显优于Mat58的仿真结果。Mat261相较于Mat58具有非常复杂的失效准则,对于具有复杂失效应力状态的穿孔仿真,Mat261的表现得更为优异。使用Mat261进行了波纹板压溃的仿真,实验与仿真的比吸能相差4.2%,验证了该模型的优势。 展开更多

关键词 汽车轻量化 碳纤维复合材料 连续损伤模型 有限元 力学表征 本构行为

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基于连续损伤模型的复合材料波纹梁压溃分析

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作者 蔡彤辉 王新峰 +1 位作者 崔浩 毕世权 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期624-631,共8页

复合材料的耐撞性受到了广泛重视,而波纹梁因其优异的抗屈曲构型被广泛应用于飞机翼梁和直升机底板等经常发生碰撞的结构中。进行了复合材料波纹梁的屈曲分析,研究了高度对波纹梁破坏模式的影响。建立复合材料波纹梁的连续损伤单波模型... 复合材料的耐撞性受到了广泛重视,而波纹梁因其优异的抗屈曲构型被广泛应用于飞机翼梁和直升机底板等经常发生碰撞的结构中。进行了复合材料波纹梁的屈曲分析,研究了高度对波纹梁破坏模式的影响。建立复合材料波纹梁的连续损伤单波模型,层内基于Hashin判据建立含损伤因子的损伤刚度矩阵,层间根据二次名义应力准则和B-K准则模拟损伤演化,并通过典型复合材料波纹梁压溃试验验证了所建立模型的正确性。基于单波分析模型,通过施加周期性边界条件和反对称边界条件,研究了多波结构的吸能特性。 展开更多

关键词 复合材料 耐撞性 波纹梁 屈曲 连续损伤模型 边界条件

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复合材料层合板低速冲击损伤分析的连续介质损伤力学模型 被引量：9

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作者 李念 陈普会 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期458-470,共13页

针对复合材料层合板低速冲击损伤问题,提出了一种各向异性材料连续介质损伤力学模型,模型涵盖损伤表征、损伤起始判定和损伤演化法则3个方面.通过材料断裂面坐标下的损伤状态变量矩阵完成损伤表征,并考虑断裂面角度的影响,建立了主轴坐... 针对复合材料层合板低速冲击损伤问题,提出了一种各向异性材料连续介质损伤力学模型,模型涵盖损伤表征、损伤起始判定和损伤演化法则3个方面.通过材料断裂面坐标下的损伤状态变量矩阵完成损伤表征,并考虑断裂面角度的影响,建立了主轴坐标系下的材料损伤本构关系.损伤起始由卜克(Puck)失效准则预测,损伤演化由断裂面上的等效应变控制,服从基于材料应变能释放的线性软化行为.模型区分了纤维损伤和基体损伤,并根据冲击载荷下层内产生多条基体裂纹继而扩展至界面形成层间裂纹(分层)的试验观察,引入基体裂纹饱和密度参数表征层间分层.以[0_3/45/-45]_S和[45/0/-45/90]_(4S)两种铺层的复合材料层合板为例,预测了不同冲击能量下复合材料层合板的低速冲击损伤响应参数,试验结果证明了连续介质损伤力学模型的有效性.模型在不同网格密度下的计算结果表明单元特征长度的引入可以在一定程度上降低损伤演化阶段对网格密度的依赖性. 展开更多

关键词 低速冲击 连续介质损伤力学模型 基体裂纹饱和密度参数 卜克准则 网格依赖性

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岩石连续损伤统计本构模型 被引量：19

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作者 张毅 廖华林 李根生 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2004年第3期37-39,共3页

基于岩石微元强度概率分布理论 ,以Drucker Prager破坏准则为统计分布变量 ,建立了理论的岩石损伤变量演化方程和三轴条件下岩石损伤弹性统计本构模型。利用任意条件下的三轴试验数据 ,用曲线拟合法和极值法求解了所建模型的参数 ,并用... 基于岩石微元强度概率分布理论 ,以Drucker Prager破坏准则为统计分布变量 ,建立了理论的岩石损伤变量演化方程和三轴条件下岩石损伤弹性统计本构模型。利用任意条件下的三轴试验数据 ,用曲线拟合法和极值法求解了所建模型的参数 ,并用试验结果对所建模型进行了验证。模型计算结果与试验结果吻合较好 ,这说明用Drucker Prager准则为统计分布变量建立的损伤模型能够较好地反映岩石内部缺陷分布和变形特征 ,表征岩石材料在弹性阶段的本构关系。 展开更多

关键词 岩石 连续损伤统计本构模型 WEIBULL分布 损伤演化方程 粘聚力 摩擦角 钻井工程

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HTPB固体推进剂蠕变损伤模型研究 被引量：5

5

作者 吴轩 郑健 +2 位作者 许进升 李辉 罗熙斌 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期260-265,I0010,共7页

为研究HTPB推进剂的蠕变特性,开展了0.15~0.35MPa应力下推进剂的单轴拉伸蠕变试验;结合线性黏弹性理论和连续损伤力学理论,建立了HTPB推进剂蠕变损伤模型;根据试验数据,确定了不同应力水平下蠕变损伤模型的参数,并获取了应力对各参数的... 为研究HTPB推进剂的蠕变特性,开展了0.15~0.35MPa应力下推进剂的单轴拉伸蠕变试验;结合线性黏弹性理论和连续损伤力学理论,建立了HTPB推进剂蠕变损伤模型;根据试验数据,确定了不同应力水平下蠕变损伤模型的参数,并获取了应力对各参数的影响规律,最后利用蠕变应力0.2MPa下的试验数据对模型进行了验证。结果表明,HTPB推进剂存在明显的衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变三阶段过程;建立的蠕变损伤模型结合Burgers模型的特征和连续损伤力学理论,串联含损伤的黏壶元件,克服了Burgers模型无法反映蠕变破坏阶段特性的不足。提出的蠕变损伤模型与试验值拟合度高,误差在3%以内,可以准确地描述推进剂在不同应力水平下的全过程蠕变特性。 展开更多

关键词 材料力学 HTPB推进剂 蠕变性能 连续损伤模型 蠕变全过程

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全程老化沥青中温抗疲劳性能及预测模型研究

6

作者 刘亚敏 韩旭晖 +1 位作者 高晨光 钟国亮 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期131-136,共6页

为分析老化沥青胶结料的中温抗疲劳性能,以三种基质沥青和两种改性沥青为试验材料,基于线性振幅扫描试验和黏弹性连续损伤模型,建立了预测模型。结果表明,在线性振幅扫描试验中,随着频率的增大和老化时间的延长,沥青的复合剪切模量增大... 为分析老化沥青胶结料的中温抗疲劳性能,以三种基质沥青和两种改性沥青为试验材料,基于线性振幅扫描试验和黏弹性连续损伤模型,建立了预测模型。结果表明,在线性振幅扫描试验中,随着频率的增大和老化时间的延长,沥青的复合剪切模量增大,相位角减小;改性沥青的相位角明显小于基质沥青,表明改性剂可以增强沥青胶结料的弹性;基质沥青的疲劳寿命随老化时间延长而缩短,其变化存在一个平缓过渡期;精度检验结果表明,建立的非线性预估模型拟合程度高,可用于不同老化时间沥青胶结料疲劳寿命的预测;推荐采用残留疲劳寿命作为老化沥青胶结料中温抗疲劳性能工程的判断指标,并针对不同类型沥青提出了相应技术要求。 展开更多

关键词 道路工程 沥青胶结料 中温抗疲劳性能 线性振幅扫描试验 黏弹性连续损伤模型

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SBS/纳米二氧化硅复合改性沥青的疲劳性能研究

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作者 周云华 马俊刚 李娜 《西部交通科技》 2025年第1期50-53,共4页

为了研究SBS/纳米二氧化硅复合改性沥青的抗疲劳性能,文章以5%SBS改性沥青为基准,通过添加不同掺量的纳米二氧化硅(4%、6%、8%),制备SBS/纳米二氧化硅复合改性沥青,开展三大指标试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁蠕变劲度试验(BBR)... 为了研究SBS/纳米二氧化硅复合改性沥青的抗疲劳性能,文章以5%SBS改性沥青为基准,通过添加不同掺量的纳米二氧化硅(4%、6%、8%),制备SBS/纳米二氧化硅复合改性沥青,开展三大指标试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁蠕变劲度试验(BBR)、旋转薄膜老化试验和线性振幅扫描试验(LAS),研究复合改性沥青的使用温度范围和疲劳性能,并利用黏弹性连续损伤模型建立了疲劳模型。结果表明:复合改性沥青的最佳掺配比例为5%SBS+6%纳米二氧化硅,加入纳米二氧化硅后可使沥青的高温等级提高2~3个等级,抗老化性能有一定的提升,疲劳寿命显著提高;SBS/纳米二氧化硅复合改性沥青是一种综合性能优异的材料,在耐久性路面的铺筑中具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 道路工程 纳米二氧化硅 黏弹性连续损伤模型 PG分级 疲劳特性

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不同断裂模型在钢结构断裂破坏预测中的比较 被引量：3

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作者 黄学伟 赵军 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2018年第1期93-101,共9页

为对比分析不同断裂模型在钢结构断裂破坏预测中的适用性,选取3类典型的断裂模型(微孔扩展模型、GTN模型、连续损伤模型)对钢结构的断裂破坏进行预测分析。首先基于试验数据标定了Q345钢材以及焊缝金属的断裂模型参数,然后将这3类断裂... 为对比分析不同断裂模型在钢结构断裂破坏预测中的适用性,选取3类典型的断裂模型(微孔扩展模型、GTN模型、连续损伤模型)对钢结构的断裂破坏进行预测分析。首先基于试验数据标定了Q345钢材以及焊缝金属的断裂模型参数,然后将这3类断裂模型通过ABAQUS的用户子程序嵌入到有限元分析程序中,最后将这3类模型应用到开孔板以及梁柱焊接节点的断裂破坏分析中。结果表明:3类模型均能很好地预测开孔板和节点裂纹的起始和发展过程;3类模型对于开孔板断裂位移的预测精度相当,但对于相对复杂的梁柱焊接节点,GTN模型对裂纹起始位移的预测精度明显高于其他2类模型。 展开更多

关键词 钢结构 断裂预测 微孔扩展模型 GTN模型 连续损伤模型 适用性

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弹体贯穿钢筋混凝土数值模拟 被引量：35

9

作者 武海军 黄风雷 +1 位作者 金乾坤 张庆明 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期545-550,共6页

详细描述了依据损伤原理建立的连续损伤模型,并对该模型进行了改进。在LS DYNA程序用户自定义材料模型中加入改进的连续损伤模型,并对弹体侵彻钢筋混凝土的穿孔过程进行了数值模拟,其结果与实验结果相吻合,模型可以用于钢筋混凝土的动... 详细描述了依据损伤原理建立的连续损伤模型,并对该模型进行了改进。在LS DYNA程序用户自定义材料模型中加入改进的连续损伤模型,并对弹体侵彻钢筋混凝土的穿孔过程进行了数值模拟,其结果与实验结果相吻合,模型可以用于钢筋混凝土的动态破坏预报。 展开更多

关键词 固体力学 连续损伤模型 钢筋混凝土 弹体贯穿 数值模拟 断裂破坏 层裂 固体力学 穿甲理论

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GLARE层板低速冲击的实验与模拟 被引量：2

10

作者 崔旭 李斌 +2 位作者 王朔 薛红前 张震宇 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期68-74,共7页

研究玻璃纤维增强铝合金层合板(glass fiber reinforced aluminum laminates,GLARE)在落锤低速冲击下的材料行为,建立ABAQUS有限元模型进行模拟并对其进行实验验证。针对纤维金属基体材料的特点,采用连续损伤模型(continuous damage mod... 研究玻璃纤维增强铝合金层合板(glass fiber reinforced aluminum laminates,GLARE)在落锤低速冲击下的材料行为,建立ABAQUS有限元模型进行模拟并对其进行实验验证。针对纤维金属基体材料的特点,采用连续损伤模型(continuous damage model,CDM)分别给予落锤6.22 J、12.38 J和14.46 J的冲击能量,在ABAQUS中对模型设置相应的边界条件和载荷,得出落锤下落方向的速率-时间曲线和能量损耗曲线图。考虑金属层与复材层间黏结层的作用,采用凝聚层(cohesive)将金属层和复合材料层粘接。在仿真中观察层间的纤维和基体拉伸和压缩损伤状态及破坏情况,并与实验得出结果进行对比。结果显示:有限元仿真可以准确模拟落锤冲击之后GLARE板背面的裂纹和鼓包的实效情况以及基体和纤维的损伤情况,很好地预测复合材料内部的损伤情况。 展开更多

关键词 纤维金属层板 GLARE层板 低速冲击 有限元模拟 连续损伤模型

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真空辅助湿铺贴阶梯形挖补修理后层合板拉伸破坏模拟

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作者 刘伟先 周光明 +1 位作者 王新峰 乔玉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期304-309,共6页

对玻璃纤维增强复合材料真空辅助湿铺贴阶梯形挖补修理后层合板建立了三维有限元模型,进行了拉伸破坏模拟。发展了考虑剪切非线性的复合材料各向异性连续损伤力学模型,用于模拟母板与补片复合材料单向带失效。采用基于双线性cohesive本... 对玻璃纤维增强复合材料真空辅助湿铺贴阶梯形挖补修理后层合板建立了三维有限元模型,进行了拉伸破坏模拟。发展了考虑剪切非线性的复合材料各向异性连续损伤力学模型,用于模拟母板与补片复合材料单向带失效。采用基于双线性cohesive本构的接触分析模拟了真空辅助湿铺贴阶梯形挖补修理后形成无厚度二次固化界面。数值模拟结果与试验结果吻合较好表明所采用的模型能很好地预测整个修理结构的拉伸性能。最后,分析了整个拉伸过程中层合板斜接挖补修理结构的损伤破坏过程。 展开更多

关键词 阶梯形挖补修理 剪切非线性 连续损伤模型 cohesive理论 接触分析

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基于CDM的复合材料层合板插层补强强度分析 被引量：5

12

作者 姚辽军 赵美英 李沛城 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期794-798,共5页

文章针对复合材料插层补强层合板损伤破坏问题,基于各向异性材料连续介质损伤力学方法,引入材料损伤状态变量对复合材料损伤情况进行描述,建立了复合材料插层补强三维非线性渐进损伤模型;利用该模型对复合材料插层补强层合板的损伤破坏... 文章针对复合材料插层补强层合板损伤破坏问题,基于各向异性材料连续介质损伤力学方法,引入材料损伤状态变量对复合材料损伤情况进行描述,建立了复合材料插层补强三维非线性渐进损伤模型;利用该模型对复合材料插层补强层合板的损伤破坏进行了准确预测。重点对补强设计中插层材料铺层比例和补强半径两个设计参数进行了研究,得到了复合材料开口层合板理想的插层材料铺层比例及补强半径范围。 展开更多

关键词 复合材料 连续介质损伤力学模型 插层补强设计

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节理岩体力学性能不确定性分析方法研究

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作者 张翠莲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2721-2727,共7页

基于连续介质损伤力学框架,通过损伤张量和有效应力来描述节理岩体的力学性能,自主研发了基于损伤力学模型的有限元程序(CD-FEM),用于节理岩体等效力学性能研究。同时,采用Karhunen-Loeve(K-L)展开来分解随机输入场,用混沌多项式来表示... 基于连续介质损伤力学框架,通过损伤张量和有效应力来描述节理岩体的力学性能,自主研发了基于损伤力学模型的有限元程序(CD-FEM),用于节理岩体等效力学性能研究。同时,采用Karhunen-Loeve(K-L)展开来分解随机输入场,用混沌多项式来表示随机输出场,采用概率配点法生成配点,再由连续损伤有限元分析系统CD-FEM求解确定性方程组,最终得到输出域的统计数据,从而提出了一种将随机分析与基于连续损伤力学模型的数值分析方法解耦进行节理岩体不确定性力学行为分析的方法。利用该方法,对一典型节理岩体在加载条件下的力学行为进行不确定性分析,并与蒙特卡罗方法进行对比,结果表明,所提方法的计算量大大减少,极大地提高了节理岩体力学性能不确定性分析的效率,可应用于对节理岩体在不同载荷条件下的不确定性进行分析。 展开更多

关键词 连续损伤模型 随机分析 概率配点法 随机场 Karhunen-Loeve展开

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