考虑应力缓解效应的开孔复合材料层压板拉伸强度预测

作     者：黄志迪 高建雄 孟令超 程琴 李苗苗 

作者机构：新疆大学智能制造现代产业学院 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(52065062) 新疆维吾尔自治区高校基本科研业务费科研项目(XJEDU2023P007) 

主　　题：复合材料层压板 渐进损伤 有限元分析 应力集中系数 拉伸强度 

摘      要：针对含开孔纤维增强复合材料层压板准静态拉伸强度预测以及渐进损伤分析问题，构建了一种渐进失效数值分析模型。模型聚焦劈裂造成的应力集中缓解效应，结合有限元分析软件ABAQUS，在裂纹尖端引入了两列沿纤维方向分布的零厚度内聚力单元模拟劈裂，并沿纤维方向划分网格，有效降低了网格依赖性。应用该模型量化应力集中区的应力缓解效应，对各种开孔层压板的拉伸强度进行预测以及探究开孔层压板的渐进损伤过程，并与试验数据进行对比验证。结果表明，考虑应力集中区应力缓解效应的三维渐进损伤模型在计算开孔层压板应力集中系数(SCF)上较其他有限元模型具有更好的精度，并且在强度预测和渐进损伤模拟方面具有合理的可靠性和准确性。