含初始脱粘缺陷复合材料加筋壁板渐进压溃过程的数值模拟
22页1、含初始脱粘缺陷复合材料加筋壁板渐进压溃过程的数值模拟 邹华民 崔向斌 任明法 常鑫 大连理工大学工程力学系 中国航天科技集团公司四院 41 所 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 摘 要: 建立了预测含初始脱粘缺陷复合材料加筋壁板渐进压溃响应的数值分析模型。该模型综合考虑了复合材料层合板的纤维失效、基体失效和纤维-基体剪切失效三种典型的面内损伤模式, 并通过编写用户自定义材料子程序 VUMAT 实现面内失效类型的判断和相应材料性能的折减;在壁板和筋条连接界面应用虚裂纹闭合技术 (VCCT) 计算层间裂纹前缘的应变能释放率, 并结合 B-K 混合模式准则控制缺陷的起裂以模拟脱粘的扩展演化过程;采用显式动力学方法准静态分析结构在压缩载荷下的屈曲、后屈曲直至最终压溃的响应过程。数值分析结果与文献试验、数值结果吻合良好, 验证了模型的合理性和有效性, 并详细研究了复合材料脱粘加筋壁板的损伤演化过程和渐进压溃行为。关键词: 脱粘缺陷; 复合材料; 加筋壁板; 后屈曲; 压溃; 损伤演化; 作者简介:邹华民 (1993-) , 男, 硕士, 主要从事复合材料结构承载性能分析方面的研究。作者
2、简介:任明法 (1974-) , 男, 博士, 副教授, 主要从事复合材料及其结构力学等方面的研究, 。收稿日期:2017-05-05基金:国家自然科学基金 (11372058) NUMERICAL SIMULATION ON PROGRESSIVE COLLAPSE PROCESS OF COMPOSITE STIFFENED PANEL WITH INITIAL DEBONDING DEFECTZOU Hua-min CUI Xiang-bin REN Ming-fa CHANG Xin Department of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology; The 41st Institute of Fourth Academy of Aerospace Science and Technology Corporation; Abstract: A numerical analysis model was established to study the progressive collapse behavior
3、 of composite stiffened panel with initial debonding defect.Three typical intralaminar damage modes including fiber failure, matrix failure and fiber-matrix shear failure were considered in the model.The user-defined material subroutine VUMAT was used to distinguish the in-plane failure types and to degrade the corresponding material properties.The Virtual Crack Closure Technique was applied to calculate the strain energy release rate of the interlaminar crack front and the onset of debond propa
4、gation was determined using the B-K mixed-mode criterion.The buckling and post-buckling processes up to collapse of the panel under compressive load were quasi-static solved by the explicit dynamic method.The reasonability and validity of the model were verified by the good agreement between the numerical analysis result and the literatures experimental and numerical results, and the damage evolution processes and the progressive collapse behavior of the debonded panel were investigated in detai
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