复合材料II型和混合型分层扩展的近场动力学理论研究

摘要整理

本文采用近场动力学理论（PD）建立了单向纤维增强复合材料（UD复合材料）在II型和混合型加载条件下的分层失效模型。针对原始脆性损伤模型的局限性，将其改进为双线性本构关系，以准确捕捉渐进式软化行为。所提出的本构关系基于键型近场动力学公式在平面应力条件下实现。采用MATLAB编程生成端部缺口弯曲（ENF）和混合型弯曲（MMB）试件的PD模型，并在有限元分析软件ABAQUS中进行数值求解。通过显式时间积分方案获得力-位移曲线，并与文献中的解析解、有限元结果以及修正梁理论（CBT）的解析解进行验证。同时，采用内聚区模型（CZM）方法对ENF和MMB问题进行有限元分析。研究结果表明，采用双线性材料本构关系的近场动力学解与有限元解、解析解及文献结果具有良好的一致性，验证了该方法在复合材料分层扩展预测中的有效性和准确性。

相关论文