多向层合板压缩失效和分层扩展的应变速率相关性研究

摘要整理

首次将新型层内损伤模型应用于多向碳纤维/环氧树脂层合板的应变速率相关失效预测，并进行了验证。通过层内应变速率相关损伤扩展与层间分层内聚力面相互作用的耦合，评估了准静态压缩失效行为。该层内模型的独特之处在于采用均质化单层响应方法，可同时模拟聚合物基体和纤维的损伤退化过程。为描述有限变形条件下单层的准脆性失效响应，采用了黏弹性-黏塑性基体本构模型，结合损伤和各向同性硬化行为。纤维增强采用弹性横向各向同性模型描述，分层的萌生和扩展采用标准内聚力面模型。利用ABAQUS/Explicit进行数值模拟，预测了56层IM7/8552碳纤维/环氧树脂不同铺层序列层合板在压缩载荷下的层内损伤扩展和分层行为。应力-应变曲线、损伤扩展预测与不同应变速率和铺层序列的实验结果吻合良好，验证了该模型的有效性和适用性。

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