【摘 要】
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本文将虚拟裂纹闭合技术（Visual Crack Closure Technique,VCCT）和离散损伤模型（Discrete Damage Zone Model,DDZM）引入逐层理论（Layerwise Theory,LWT）,建立了含分层损伤复合材料层合结构的三维分析模型,研究了分层损伤的渐进萌生和扩展行为。针对复合材料分层的扩展问题,分别建立了分层损伤模型、渐进分层扩展模型、动态渐进分层
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本文将虚拟裂纹闭合技术（Visual Crack Closure Technique,VCCT）和离散损伤模型（Discrete Damage Zone Model,DDZM）引入逐层理论（Layerwise Theory,LWT）,建立了含分层损伤复合材料层合结构的三维分析模型,研究了分层损伤的渐进萌生和扩展行为。针对复合材料分层的扩展问题,分别建立了分层损伤模型、渐进分层扩展模型、动态渐进分层扩展模型,用以解决分层的静力分析、分层扩展的静态和动态问题,本文主要研究内容包括以下三个方面:首先,基于逐层理论,建立了含分层复合材料层合板静力分析的逐层模型。在该模型中,将层合板分为上下子板,均用逐层理论建模,利用位移连续和内力平衡条件,将上子板和下子板控制方程进行耦合,得到总体控制方程。在数值算例中,将本文方法结果与商用软件三维模型结果对比,验证本文模型的正确性。然后,将虚拟裂纹闭合技术和离散损伤模型引入含分层复合材料层合板的逐层模型中,建立了分层损伤的渐进模型。在数值算例中,验证了本文渐进模型的正确性,研究了静态载荷下二维和三维双悬臂梁模型的界面分层稳定扩展行为,并预测了双材料界面分层的渐进扩展行为。最后,基于Hamilton原理和逐层理论,建立了含分层损伤复合材料层合板的动态渐进模型。利用Newmark方法进行时间积分,利用虚拟裂纹闭合技术计算应力强度因子。在数值算例中,分析了复合材料层合板分层的动态渐进扩展问题,得到动态应力强度因子随时间变化的规律,并通过与解析解比较,证明本文模型的正确性,并研究了双材料动态应力强度因子随时间的变化规律。
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