电子束固化聚合物纳米复合材料数值模型中不同失效准则的对比研究

摘要整理

纤维增强复合材料（FRP）因其优异的性能已在全球市场中大幅替代传统材料。获取FRP复合材料的力学性能需要大量实验工作，且由于复合材料涉及多种几何参数，实验成本高昂。本研究通过数值分析方法，采用不同失效准则来降低实验工作量，重点研究了电子束固化碳纤维/环氧树脂（CF/E）复合材料接头的承载响应，以建立合适的数值模型。为识别碳纤维/聚合物复合材料接头的失效模式，本工作将渐进损伤分析（PDA）与三种主要失效准则相耦合，分别为Hashin准则、Tsai-Wu准则和最大应力准则。研究结果表明，Hashin准则提供了最优的承载响应预测。对于原始接头试样，Hashin准则预测的最大承载能力在W/D和E/D比值较大时高出11%～17%；对于添加多壁碳纳米管（MWCNTs）的接头试样，Hashin准则的预测值在14%～20%之间。该研究为复合材料接头设计和性能评估提供了有效的数值模拟方法。

相关论文