《複合材料層合板非局部多尺度漸進失效理論研究》是依託浙江大學，由劉鵬飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複合材料層合板非局部多尺度漸進失效理論研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：劉鵬飛
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
碳纖維複合材料層合板多尺度漸進失效理論方法研究是當前複合材料領域中的重要基礎研究方向。然而，多尺度漸進失效分析常常遇到應變局部化問題，結構邊值問題成為數學上的病態問題，有限元分析結果依賴於格線尺寸，導致代表性微觀胞元模型失去了存在的合理性和客觀性，多尺度分析也失去了意義。至今，國內外在考慮應變局部化問題上的複合材料層合板多尺度力學性能研究非常少。本項目擬創新性地提出一套複合材料層合板非局部宏-微觀多尺度漸進失效理論方法，包括統一的複合材料層內損傷和層間分層非局部損傷熱動力模型、層間分層非線性內聚力模型、非局部多尺度漸進失效分析方法與有限元算法，結合複合材料力學性能試驗，解決多尺度分析中的應變局部化問題，推動和完善複合材料漸進均勻化理論，揭示複合材料失效機理以及剛度、強度性能退化機理，對於提升複合材料領域的基礎研究水平與結構設計水平、具有重要的理論價值和套用價值。
結題摘要
複合材料多尺度漸進失效理論方法研究是重要基礎研究方向。然而，多尺度漸進失效分析常常遇到應變局部化問題，導致微觀胞元模型失去存在的合理性和客觀性，多尺度分析也失去了意義。至今，國內外在考慮局部化問題上的複合材料多尺度力學性能研究很少。在國家自然科學基金資助下，項目負責人系統地開展了複合材料非局部多尺度漸進失效理論研究，主要創新工作體現在6個方面：（1）在國際上原創性地提出一個預測複合材料層內損傷和層間分層的統一非局部理論模型和有限元數值算法，通過引入並實現非局部積分理論解決了複合材料中應變局部化帶來的數值問題，（2）在國際上首次將零厚度3D內聚力數值技術套用於壓縮載荷作用下的複合材料分層失效研究中，探討了不同內聚力形狀、內聚力強度對後屈曲與分層相互作用機理的影響規律，（3）在國際上原創性地提出了一個內聚力/摩擦接觸耦合的本構模型，套用於剪下載荷作用下的複合材料分層失效研究，（4）提出了一個考慮含熱殘餘應力的複合材料微觀漸進失效有限元模型以及考慮應變局部化問題的Mori-Tanaka宏微觀多尺度均勻化方法，（5）在國際上首次開展了濕熱環境下複合材料層合板分層失效聲發射測試技術研究，（6）發展了低速衝擊載荷作用下彈性和彈塑性複合材料層合板動態層內漸進損傷和層間分層的理論模型和有限元數值技術。負責人以第一或通訊作者共發表SCI論文13篇（JCR工程類1區論文2篇、2區論文5篇）、EI論文4篇，申請登記軟體著作權3項。研究成果對於解決多尺度分析中的應變局部化問題，推動和完善複合材料均勻化理論，揭示複合材料失效機理以及剛度、強度性能退化機理，提升複合材料領域的基礎研究水平與服役性能預測能力、具有重要理論和套用價值。
