基于复合失效准则的纤维增强复合材料层板各向异性相场模型

摘要整理

提出了一种自然嵌入复合失效准则的各向异性相场模型（PFM），用于复合材料层板的渐进失效分析。为了表征不同的失效机制，提出了一种新颖的体变形能密度分解方案，并定义了三个特定的能量退化函数。采用显式时间积分方法求解非线性耦合损伤-力学控制方程。通过对含狭缝型缺口和圆形开孔复合材料层板在平面拉伸载荷作用下的数值模拟，验证了所提各向异性相场模型的有效性。研究表明，该模型能够有效捕捉裂纹扩展路径，准确预测含缺口层板的有效强度。与文献中报道的结果相比，预测的有效强度精度更高，预测值与实验数据的偏差控制在较小范围内。该方法为复合材料层板的损伤演化和失效机制研究提供了新的数值工具，具有重要的工程应用价值。

相关论文