准各向同性纤维增强复合材料层合板的开孔拉伸破坏模拟

来源期刊：复合材料学报2016年第5期

论文作者：鲍宏琛 刘广彦

文章页码：1026 - 1032

关键词：准各向同性层合板;开孔拉伸;损伤模拟;劈裂;有限元分析;

摘    要：建立了一种新的有限元三维模型,对准各向同性纤维增强复合材料层合板[45/0/-45/90]s和[45/-45/90/0]s进行了开孔拉伸的破坏模拟。每一层均采用三维实体单元（ABAQUS中的C3D8R单元）,由于基体比纤维强度低,在很低的拉伸载荷下,圆孔周围基体受到剪切力会出现沿纤维方向的纵向劈裂或基体开裂,从而钝化圆孔,大大减小应力集中,提高材料承载能力。为了准确模拟层合板的破坏,在每层圆孔周围（90°层除外）沿纤维方向引入2组基于表面的内聚力接触来模拟层内纵向劈裂,同时用这种接触来模拟层间的分层特性。为了提高计算效率并且保证计算精度,在圆孔周围采用精细的网格,其余地方采用相对稀疏的网格。在内聚区保证足够的单元个数,这样既能准确刻画内聚区应力分布,又能缓解网格依赖性。与文献中实验结果的对照显示,取得了较好的一致性。