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克服复合材料分层中的内聚区限制:采用细长结构单元和高阶自适应积分的建模方法
Overcoming the cohesive zone limit in composites delamination: modeling with slender structural elements and higher‐order adaptive integration
Raffaele Russo, Boyang Chen · Delft University of Technology
摘要整理
内聚单元(CE)是一种成熟的断裂有限元方法,广泛应用于复合材料分层的建模。然而,为了准确描述内聚区,通常需要极细的网格划分,这使得基于CE的分层分析在超出实验室试样尺度的工程应用中计算量过大。本文提出了一种新的基于CE的复合材料分层建模方法,以克服网格密度对内聚区的限制。该方法采用细长结构单元模型铺层,为内聚单元建立相容的高阶自适应积分公式,并采用协旋转公式进行几何非线性分析。通过I型、II型、混合型分层、屈曲诱发分层和双分层等经典基准问题的验证与验证,结果表明该方法可以使用远大于内聚区长度的单元尺寸,同时保持计算精度。该创新方法显著降低了大尺度复合材料结构分层分析的计算成本,为工程应用中的高效数值模拟奠定了基础。
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