基于粘聚区模型的含填充区复合材料接头失效数值模拟

崔浩¹，郭嘉平²，刘元镛¹，许秋莲²，李玉龙¹

(1.西北工业大学,航空学院,西安,710072;
2.成都飞机设计研究所,成都,610041)

摘要:建立了Ⅰ型与Ⅱ型失效模式耦合的粘聚单元本构模型,并通过模拟双悬臂梁实验进行了验证.将粘聚单元插入填充区任何2个实体单元之间,预测填充区的随机裂纹,模拟了接头在拉伸载荷下的失效.计算了复合材料基体、界面胶膜、填充物3者不同强度、填充区半径、填充物刚度等多种情况下接头的拉伸失效.计算结果表明:复合材料基体、界面胶膜、填充物3者的强度显著影响接头的承载能力与失效模式;随着填充区半径增大,结构承载能力也随之提高.试验结果验证了模拟结果.

关键词:层合板; 分层; 粘聚区模型; 混合模式; 随机裂纹; laminates; delamination; cohesive zone model; mixed mode; random crack;

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