《纖維增強複合材料層合板破壞機理的數值分析與研究》是依託北京理工大學，由劉廣彥擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：纖維增強複合材料層合板破壞機理的數值分析與研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：劉廣彥
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著纖維增強複合材料的廣泛套用，科研工作者們在纖維增強複合材料破壞的數值模擬方面做了大量的研究工作。但不同於一般均勻各向異性體，由於複合材料層合板內缺陷邊緣的應力複雜性，複合材料的破壞機理還沒有被完全理解。本項目將建立一個有效的有限元模型來模擬含中心裂紋的複合材料層合板在拉伸、剪下和拉剪混合載荷下的破壞行為，旨在通過準確描述裂尖應力場來明確複合材料層合板的破壞機理。為了準確模擬裂紋尖端的應力集中，模型中將引入層內平行於纖維方向的cohesive單元來模擬劈裂；為了消除有限單元大小的影響，模型中將引入層內垂直於纖維方向的cohesive層來模擬纖維斷裂和微屈曲（microbuckling）。最終數值模擬所得到的破壞形式和破壞載荷將與實驗結果進行對比驗證。本項目研究可以為複合材料結構設計、可靠性分析和壽命預測提供依據。
結題摘要
先進纖維增強複合材料具有高比模量和高比強度等優點,因此在航空航天、兵器、船舶等領域得到日益廣泛的套用。本項目通過實驗和有限元方法對纖維增強複合材料進行了破壞分析, 建立了有效的有限元模型來模擬含中心裂紋的複合材料層合板的破壞行為，通過準確描述裂尖應力場進一步理解了複合材料層合板的破壞機理。為了準確模擬裂紋尖端的應力集中，有限元模型中引入了層內平行於纖維方向的cohesive單元來模擬劈裂；為了消除有限單元大小的影響，模型中引入了0o層內垂直於纖維方向的cohesive層來模擬纖維斷裂和微屈曲。最終數值模擬所得到的破壞形式和破壞載荷與實驗結果進行了對比驗證。
