基于细观结构的2.5维机织复合材料强度预测模型

邱睿¹，温卫东^1,2，崔海涛¹

1. 南京航空航天大学能源与动力学院2. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室

摘 要：采用经纱矩形截面及纬纱六边形截面假设,将经纱的屈曲轨迹简化为折线形式,建立了2.5维机织复合材料单胞几何模型。以单胞为研究对象,引入改进的三维Hashin失效准则和Mises准则作为组分材料的失效判据,采用不同的刚度退化方式来表征不同的失效模式,建立了基于逐渐损伤理论的强度预测模型。利用有限元分析(FEA)技术,开发了相应的参数化2.5维机织复合材料逐渐损伤分析程序,预测了浅交弯联结构不同机织参数2.5维机织复合材料的拉伸强度,并模拟了经向拉伸和纬向拉伸的损伤扩展过程。与静拉伸试验结果相比,拉伸强度的预测误差在10%以内;模拟的失效模式与试验结果吻合较好。

关键词：2.5维机织;单胞模型;逐渐损伤;强度预测;拉伸特性;