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连续损伤力学在复合材料厚壁圆筒渐进破坏分析中的应用

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南京理工大学学报 2011年第4期35卷 479-483页

作者：吴其俊周克栋赫雷曾鑫李峻松南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 中国兵器工业第二八研究所北京102202

为研究复合材料枪管破坏机理,基于连续损伤力学理论,该文采用以能量为基准的刚度退化方法预测了钢-碳纤维/聚酰亚胺复合材料厚壁圆筒的渐进破坏行为。模型考虑了碳纤维/聚酰亚胺复合材料的三种破坏模式:纤维断裂、基体损伤和层间剪切失... 详细信息

为研究复合材料枪管破坏机理,基于连续损伤力学理论,该文采用以能量为基准的刚度退化方法预测了钢-碳纤维/聚酰亚胺复合材料厚壁圆筒的渐进破坏行为。模型考虑了碳纤维/聚酰亚胺复合材料的三种破坏模式:纤维断裂、基体损伤和层间剪切失效。在渐进破坏分析中,采用了包括多帧重启动分析和弧长法的三维有限元技术。计算结果表明:基体首先破坏;随后纤维开始断裂,引起整体结构屈服破坏;这个过程中没有层间剪切失效和内衬单元破坏;厚壁圆筒整体的强度主要受纤维强度的影响。

关键词：复合材料厚壁圆筒渐进破坏连续损伤力学有限元法

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基于连续损伤力学的剩余疲劳寿命随机预测

重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第5期37卷 129-134页

作者：刘世洲何声馨张二亮郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

由于材料特性和外部加载具有随机性,变幅加载下的剩余疲劳寿命往往具有很大的分散性。因此,为了量化由材料特性和外部加载引起剩余疲劳寿命的不确定性,提出一种两级加载下剩余疲劳寿命预测方法,该方法主要包括4个步骤:首先,考虑外部加... 详细信息

由于材料特性和外部加载具有随机性,变幅加载下的剩余疲劳寿命往往具有很大的分散性。因此,为了量化由材料特性和外部加载引起剩余疲劳寿命的不确定性,提出一种两级加载下剩余疲劳寿命预测方法,该方法主要包括4个步骤:首先,考虑外部加载的随机性,应用基于连续损伤力学的非线性损伤累积模型;其次,考虑材料特性的随机性,采用不同可靠度下三参数应力寿命(S-N)曲线;然后,为了筛选对剩余疲劳寿命的随机性有显著影响的模型参数,引入基于Sobol方法的全局敏感性分析;最后,利用K-L散度量化预测和实验剩余疲劳寿命概率分布之间的差异。此外,借助热轧16Mn合金钢的疲劳试验数据验证所提方法的有效性。

关键词：剩余疲劳寿命连续损伤力学 P-S-N曲线全局敏感性分析两级加载

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基于连续损伤力学的铝车身涂层抗划伤能力

吉林大学学报（工学版） 2019年第3期49卷 829-835页

作者：庄蔚敏王鹏跃解东旋陈延红吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 一汽-大众汽车有限公司长春130011 帝国理工学院航空系

开展了基于连续损伤力学(CDM)的涂层抗划伤能力仿真研究,建立了损伤力学材料模型。通过有限元软件ABAQUS提供的子程序(VUMAT)接口,将该材料模型嵌入到ABAQUS求解器。以裂纹横穿涂层的压头反力来衡量涂层的抗划伤能力,预测涂层抗划伤能... 详细信息

开展了基于连续损伤力学(CDM)的涂层抗划伤能力仿真研究,建立了损伤力学材料模型。通过有限元软件ABAQUS提供的子程序(VUMAT)接口,将该材料模型嵌入到ABAQUS求解器。以裂纹横穿涂层的压头反力来衡量涂层的抗划伤能力,预测涂层抗划伤能力。研究发现:用所建立的自定义材料模型对涂层划伤进行分析,不仅可以得到涂层的应力分布,而且可以预测涂层在载荷作用下裂纹的产生和扩展趋势;涂层对划伤速度高的载荷具有更高的抵抗划伤能力,涂层厚度对涂层抗划伤能力也有一定影响;而基体材料性能和基体厚度对涂层抗划伤能力的影响很小,研究结论可以为涂层材料的优化设计提供理论支持。

关键词：涂层材料连续损伤力学用户材料子程序抗划伤能力

基于连续损伤力学的UHTCC疲劳损伤扩展模型研究

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工程力学 2017年第1期34卷 22-27页

作者：罗璐刘问徐世烺任贇跃北京林业大学土木工程系北京100083 浙江大学高性能建筑结构与材料研究所杭州310058

为研究超高韧性水泥基复合材料的损伤扩展规律,该文对该材料的预制单边切口试件进行了三点弯曲疲劳试验。基于连续损伤力学,建立两种疲劳损伤扩展模型:一是以J积分作为自变量的双对数线性模型,二是以疲劳应力水平作为自变量的单对数线... 详细信息

为研究超高韧性水泥基复合材料的损伤扩展规律,该文对该材料的预制单边切口试件进行了三点弯曲疲劳试验。基于连续损伤力学,建立两种疲劳损伤扩展模型:一是以J积分作为自变量的双对数线性模型,二是以疲劳应力水平作为自变量的单对数线性模型。结果表明,两种模型计算结果与试验结果吻合良好。但J积分取值很大程度上依赖于试件的几何特征,导致模型1受试件形状影响较大;实际应用中,由于疲劳应力水平的获得相对直观方便,故模型2更加实用。

关键词：结构工程疲劳损伤扩展模型连续损伤力学超高韧性水泥基复合材料 J积分疲劳应力水平

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基于连续损伤力学的复合材料单剪螺栓连接强度估算策略

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复合材料学报 2016年第12期33卷 2918-2930页

作者：何柏灵葛东云杜旭朕莫与明清华大学航天航空学院北京100084

针对中国缺少T800级复合材料螺栓连接设计参数的问题,发展一种综合连续损伤力学(CDM)和工程算法的单剪连接强度估算策略,以替代试验,降低研究周期和成本。在该强度估算策略中,首先建立试件的CDM有限元模型,通过数值模拟得到单剪螺栓连... 详细信息

针对中国缺少T800级复合材料螺栓连接设计参数的问题,发展一种综合连续损伤力学(CDM)和工程算法的单剪连接强度估算策略,以替代试验,降低研究周期和成本。在该强度估算策略中,首先建立试件的CDM有限元模型,通过数值模拟得到单剪螺栓连接的设计参数,包括单剪挤压强度修正系数、无缺口层合板拉伸强度和应力集中减缓因子等。随后根据上述参数,建立工程算法,估算复合材料单剪螺栓连接的最终挤压强度。结果表明:通过该策略得到的T800级复合材料螺栓连接设计参数和强度估算结果与试验结果有较好的一致性,说明该强度估算策略的可行性。

关键词：复合材料单剪连接设计参数连续损伤力学工程算法

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钛合金TC4低周疲劳连续损伤力学研究

机械强度 2008年第5期30卷 798-803页

作者：周胜田刘均黄宝宗东北大学理学院力学系沈阳110004 沈阳发动机设计研究所沈阳110015

基于Lemaitre损伤理论,利用改进的损伤演化模型和损伤解耦简化分析方法,对钛合金材料TC4(Ti6Al4A)进行等幅低周疲劳损伤演化的理论分析和试验研究。试验结果表明,TC4材料的明显循环软化阶段和宏观裂纹扩展阶段较短,在两者之间的稳定损... 详细信息

基于Lemaitre损伤理论,利用改进的损伤演化模型和损伤解耦简化分析方法,对钛合金材料TC4(Ti6Al4A)进行等幅低周疲劳损伤演化的理论分析和试验研究。试验结果表明,TC4材料的明显循环软化阶段和宏观裂纹扩展阶段较短,在两者之间的稳定损伤演化阶段,随循环次数的增加,应力幅平稳、缓慢地降低,下降幅度不很大,该阶段构成低周疲劳寿命的主要部分;在典型低周疲劳阶段TC4材料损伤抗力较强,疲劳破坏对于连续损伤比较敏感。用简化的损伤力学分析方法,计算试件和元件的低周疲劳损伤和寿命,验证方法的有效性。所建议的方法比较简单,可用于具有类似疲劳破坏特点的材料与构件的损伤演化分析和寿命预测。

关键词：连续损伤力学钛合金低周疲劳损伤演化寿命预测

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钛合金室温受压蠕变损伤本构模型

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 642-650页

作者：郭育豪刘刚宋育泽大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且... 详细信息

为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且位错堆积的现象与时间有关。基于微分自洽法提出了适用于室温环境下的钛合金蠕变本构模型,得到受压情况下TC4ELI的相关材料参数,并将该模型用USDFLD和CREEP子程序进行定义。研究表明:对于受压结构而言,使用通过拉伸蠕变实验得到的本构模型的计算结果会过于保守,对于含V型缺口平板受压时等效蠕变应变的相对误差为168.20%。本文所提出的模型适用于环肋耐压壳结构的蠕变损伤分析。

关键词：钛合金室温蠕变蠕变损伤本构模型拉压不同连续损伤力学有限元法耐压壳

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