复合材料层合板渐进损伤非线性失效分析

胥玉震

(中国人民解放军91049部队，山东 青岛 266102)

复合材料层合板渐进损伤非线性失效分析

胥玉震

(中国人民解放军91049部队，山东 青岛 266102)

复合材料由于具有比强度大、比刚度高、破损安全性好和可设计性强等优点，在航空航天等工程中应用非常广泛，对其材料结构的损伤累计及失效规律等力学行为进行分析研究，具有重大的工程价值。采用有限元技术，结合渐进损伤分析(PDA)方法，以含有中心贯穿裂纹的复合材料层合板为研究对象，并通过对有限单元中材料点的刚度进行折减，模拟了复合材料损伤演化的过程。该方法能清楚地再现承载层合板内部发生损伤之后载荷的重新分布和损伤的相互作用及扩展过程，并预测出了层合板的局部和整体变形以及最终破坏载荷。试验表明，预测结果与试验结果基本吻合。

复合材料；渐进损伤；失效分析；有限元分析

复合材料由于具有比强度、比刚度高、破损安全性好和可设计性强等优点，在航空航天等工程中应用非常广泛，对其材料结构的损伤累积及失效规律等力学行为进行分析研究，具有重大的工程价值[1-3]。纤维增强复合材料层合板在静载作用下的破坏是一种不同形式损伤(基体开裂、纤维断裂、基纤剪切和分层等)不断累积，结构刚度不断退化，载荷不断重新分配以及承载能力不断降低的复杂非线性逐渐劣化失效的过程。

本文以含有中心贯穿裂纹的复合材料层合板为研究对象，进行合理的简化假设，利用有限元技术，并结合渐进损伤分析方法，建立材料失效准则，并通过对有限单元中材料点的刚度进行折减，预测复合材料损伤演化的过程。……