碳纤维复合材料单向板钻孔分层损伤的数值模拟

论文摘要

基于三维Hashin失效准则,以及双线性Cohesive损伤模型中的二次名义应力准则和BK失效准则,采用ABAQUS/Explicit模块中的VUMAT子程序对碳纤维复合材料单向板钻孔过程中的分层损伤进行模拟,并通过钻孔后的超声C扫结果对模拟结果进行了验证;研究了麻花钻的半径和顶角对分层损伤的影响。结果表明:试验得到钻孔后单向板损伤区域的最大破坏直径为25.6mm,分层因子为2.56,有限元模拟得到的最大破坏直径为25mm,层因子为2.50,试验结果与模拟结果的相对误差仅为2.4%,证明了有限元模型的准确性;与上表面铺层界面和中间界面相比,单向板下表面铺层界面的分层因子最大,分层损伤最严重;分层因子随麻花钻的直径和顶角的增大而增大,分层损伤程度也增大。

论文目录

• 0 引言
• 1 试样制备与试验方法
• 2 失效准则
•   2.1 层内失效准则
•   2.2 层间失效准则
• 3 有限元模型的建立
•   3.1 麻花钻几何参数
•   3.2 单层板材料参数
•   3.3 层间Cohesive损伤模型参数
•   3.4 网格划分及边界条件
• 4 结果与分析
•   4.1 试验结果与模拟结果的对比
•   4.2 麻花钻几何参数对孔分层损伤的影响
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张明辉,周储伟,鲁浩

关键词: 碳纤维复合材料,麻花钻,有限元模拟,分层因子

来源: 机械工程材料 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 南京航空航天大学航空学院机械结构力学及控制国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(11872205,11272147),机械结构力学及控制国家重点实验室开放基金资助项目(MCMS-0218G01)

分类号: TB33

页码: 73-77

总页数: 5

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