基于非線性有限元軟件ABAQUS,分別采用粘聚區(qū)模型及虛擬裂紋閉合法對(duì)含初始缺陷復(fù)合材料T型接頭界面失效過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。針對(duì)邊緣型、穿透型及中心型三種典型脫膠形式,預(yù)測(cè)了結(jié)構(gòu)的承載能力,并與無(wú)初始缺陷結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比,分析了不同缺陷形式對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的影響。計(jì)算結(jié)果表明:邊緣型缺陷最危險(xiǎn),其次是穿透型缺陷,中心型缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的影響最小。
復(fù)合材料膠接及共固化結(jié)構(gòu)在制造及使用過(guò)程中不可避免得會(huì)形成脫膠、分層等缺陷,這些缺陷一定程度上影響了結(jié)構(gòu)的承載能力。并且在特定靜載荷及交變載荷作用下,裂紋會(huì)不斷擴(kuò)展,最終導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)失效。近些年,基于線彈性斷裂力學(xué)的虛擬裂紋閉合法(VCCT)及基于損傷力學(xué)的粘聚區(qū)模型(cohesivezone model)被廣泛應(yīng)用于模擬復(fù)合材料界面的裂紋擴(kuò)展。其中,VCCT須預(yù)制初始缺陷,即只能分析含初始裂紋結(jié)構(gòu);粘聚區(qū)模型既可分析無(wú)缺陷結(jié)構(gòu),也可以分析含缺陷結(jié)構(gòu)。本文基于ABAous非線性有限元分析軟件,針對(duì)三種典型脫膠形式,分別采用上述兩種方法模擬了復(fù)合材料共固化T型接頭界面裂紋擴(kuò)展,預(yù)測(cè)了結(jié)構(gòu)的承載能力,并與無(wú)缺陷結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比,分析了不同缺陷形式對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的影響。
資料下載: 含初始缺陷復(fù)合材料T型接頭失效分析.pdf
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