Hashin准则是一种层合板失效依据,即只要满足一定应力条件,层合板便发生破坏,破坏前无损伤发生。现采用传统的Hashin失效准则结合材料损伤演化过程,对复合材料层合板进行数值分析。
7.2.4.1 建立有限元模型
建立四轴向经编复合材料宏观试样模型,与拉伸试样尺寸相等,进而与实验数据进行比较,在Abaqus里建立250 mm×25 mm×2.74 mm的3D实体单元,并设置材料属性,试样密度为1.68 g/mm3,剪切性能计算公式如下:
剪切强度公式:
式中:ΔP——变化载荷,kN;
S0——截面面积,mm2;
ΔL——剪切变化长度,mm;
L——原长,mm
剪切模量公式:
材料力学性能参数见表7-10,断裂失效依据见表7-11,σt、σc、σs分别代表复合材料的拉伸强度、压缩强度和剪切强度。四层四轴向织物同向铺放,如图7-34所示。(www.daowen.com)
表7-10 材料的力学性能参数
图7-34 试样四层铺层示意图
表7-11 hashin失效判据
7.2.4.2 分析步和边界条件
分析步类型选取“Dynamic, Explicit”,分析步时间设置为0.001,取点频率为1000。试样的两端分别与参考点(reference point)RP-1和RP-2以coupling的形式约束(图7-35),在拉伸过程中,RP-1被固定,即U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0,RP-2给定8 mm的位移载荷(拉伸实验在8 mm处断裂),如图7-36所示。
图7-35 Coupling约束
图7-36 边界条件
7.2.4.3 划分网格
复合材料的连续实体单元采用扫掠网格,定义扫掠路径。网格类型为SC8R,共划分1625个网格单元,如图7-37所示。
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