理论教育 材料属性模型:优化与应用

材料属性模型:优化与应用

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于试验测试过程中采用准静态拉伸载荷对3DOWC实施加载,基体树脂和纤维均设定为各向同性材料,故对其选用线弹性材料模型,材料受载过程中的应力变化对载荷变化率不敏感。相应的本构关系式:式中:——应力变化率;——应变变化率;A-1——泊松比矩阵;E——材料弹性模量。

材料属性模型:优化与应用

材料属性是材料本身固有的特性,也是FEA的重要参数,通过合理的属性模型可为某一材料赋予属性参数,为材料受到载荷或其他作用过程中形状变化、应力分布、损伤响应等特性提供参数支持。3DOWC由增强体织物与基体树脂两种组分经复合成型工艺固化成型,二者具有不同的材料特性,其中增强体织物均由以玻璃纤维为原料的纱线织造而成,依据该纱线特性赋予增强体整体性能。因此,材料模型通过分别赋予纱线与树脂基体两种材料特性完成3DOWC材料模型的设置。

由于试验测试过程中采用准静态拉伸载荷对3DOWC实施加载,基体树脂和纤维均设定为各向同性材料,故对其选用线弹性材料模型,材料受载过程中的应力变化对载荷变化率不敏感。相应的本构关系式:

式中:——应力变化率;

——应变变化率;

A-1——泊松比矩阵

E——材料弹性模量

增强体纱线为无捻粗纱,以成束形式对复合材料起增强作用,部分树脂经成型浸润过程进入纤维束内部,固化后将纤维束在横截面上黏结为一个整体。假定3DOWC内纤维全部均匀分布,基体树脂完全填充纤维间隙,同一束中纤维相互平行。由于纤维束与内部树脂的结构特性将二者等效为纱线整体,采用单向板理论对纱线整体相关力学性能进行计算。纱线弹性模量、断裂强度及泊松比各计算公式如下:

式中:E——弹性模量;(www.daowen.com)

Xt——断裂强度;

υ——泊松比;

V——体积分数;

式中下角标f表示纤维;m表示基体。

Abaqus软件中设置树脂与纱线材料相关参数见表7-14。

表7-14 树脂浇铸体与纱线材料相关参数

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