力学与失效英文2020被引 9

基于损伤的陶瓷基复合材料失效预测准则

Prediction of Failure in Ceramic Matrix Composites Using Damage-Based Failure Criterion

Neraj Jain, Dietmar Koch · German Aerospace Centre, Institute of Structures and Design, 70569 Stuttgart, Germany

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期刊 / 来源Journal of Composites Science

卷/期/页4 / 4 / 183

DOI10.3390/jcs4040183

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关键词：陶瓷基复合材料损伤准则失效预测连续损伤力学纤维缠绕工艺各向异性剪切强度

摘要整理

本文提出了一种基于损伤的失效准则，并用于预测通过缠绕工艺制造的陶瓷基复合材料（CMC）的失效。CMC的材料行为呈现各向异性，强烈依赖于纤维取向与加载方向之间的夹角。采用连续损伤力学对不同纤维取向层合板在拉伸和剪切载荷下的非弹性行为进行了建模。损伤模型所需的参数通过标准拉伸试验和剪切试验获得。各向同性损伤演化律在热力学空间中确定损伤演化过程，并考虑了不同主材料方向损伤参数之间的相互作用。提出了受Tsai-Wu失效准则启发的二次型基于损伤的失效准则。与应力空间或应变空间中的Tsai-Wu失效准则相比，该准则对失效应力和失效应变的预测精度更高。所提出的损伤极限允许基于刚度损失的微观结构现象来设计CMC构件。结合建模和实验结果，讨论了CMC的Iosipescu剪切试验中的断裂力学特性及其确定材料剪切强度的能力。

基于损伤的陶瓷基复合材料失效预测准则

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