【摘 要】
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为了预测纤维丝断裂对纤维束力学性能的影响机理,基于代表性单胞(RUC)建立了细观尺度的复合材料模型,并对其力学响应进行了模拟分析。分别采用最大应力和Stassi失效准则来预测纤维丝和基体的初始失效,均通过瞬间折减方法来模拟材料的软化过程。在周期性边界条件下,建立三胞模型并通过赋予纤维束断裂区域以极低属性的方法对有缺陷的细观复合材料模型进行力学响应分析。通过施加六种不同的加载条件来计算纤维束的有效属
【机 构】
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湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082;湖南大学机械与运载工程学院,长沙410082
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为了预测纤维丝断裂对纤维束力学性能的影响机理,基于代表性单胞(RUC)建立了细观尺度的复合材料模型,并对其力学响应进行了模拟分析。分别采用最大应力和Stassi失效准则来预测纤维丝和基体的初始失效,均通过瞬间折减方法来模拟材料的软化过程。在周期性边界条件下,建立三胞模型并通过赋予纤维束断裂区域以极低属性的方法对有缺陷的细观复合材料模型进行力学响应分析。通过施加六种不同的加载条件来计算纤维束的有效属性,如弹性参数和强度属性。最后,基于可靠的模型对不同百分比断裂的纤维的力学响应进行分析。结果 表明,模拟得到的有效属性与Chamis理论值吻合较好,很好地证明了细观模型的合理性。纤维丝断裂对纤维束的纵向拉伸响应、纵向压缩响应和面内剪切响应影响较大,而对纤维束的横向拉伸响应、横向压缩响应和面外剪切响应影响较小。
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