钻孔诱导缺陷对开孔复合材料层板压缩渐进损伤的影响

摘要整理

本研究通过数值模拟方法，系统研究了钻孔诱导缺陷对开孔复合材料层板压缩渐进失效、屈曲及屈曲后行为的影响。首先，利用X射线计算机断层扫描（CT）数据和图像处理软件识别钻孔诱导缺陷，定量表征了试样中的分层和纤维拔出缺陷。将识别的缺陷信息导入有限元网格，在Abaqus中进行了模拟ASTM开孔压缩试验的数值分析。采用Hashin失效准则和基于能量的线性软化本构关系判断层内失效的起始和演化过程；通过在分层界面处插入内聚单元进行内聚区模型（CZM）分析，考虑层间失效。含缺陷的数值模型与实验结果进行了验证，获得了良好的一致性。随后，对无缺陷和有缺陷的开孔层板模型进行了对比模拟，研究了钻孔诱导缺陷对压缩强度和渐进失效行为的影响。最后，进行了考虑屈曲变形的分析，研究了屈曲及屈曲后效应对压缩失效行为的影响规律。研究结果为优化复合材料钻孔工艺和提高开孔结构的可靠性提供了理论依据。

相关论文