复合材料残余应力和固化变形数值模拟及本构模型评价

乔巍¹，姚卫星^1,2，马铭泽¹

1. 南京航空航天大学机械构件力学及控制国家重点实验室2. 南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室

摘 要：为了评价不同固化本构模型,建立了预测复合材料构件残余应力/应变和固化变形的三维数值模型。该模型由热化学分析模块和热力分析模块构成,考虑了热化学耦合、材料性能的各向异性、化学收缩及黏弹性等因素。基于线弹性、黏弹性和Path-dependent三种典型的本构模型,预测了构件的残余应力/应变及固化变形。通过与试验结果对比,验证了所建数值模型的有效性,并重点研究了不同本构模型的适用性。结果表明,黏弹性本构模型最佳,对构件的残余应力/应变及固化变形的预测结果均较好; Path-dependent本构模型次之,对构件的残余应变和固化变形的预测结果较好,但对构件的残余应力的预测结果稍差;线弹性本构模型最差,除了对构件的残余应变和较薄构件的固化变形的预测结果较好外,其他预测结果都较差。

关键词：复合材料;本构模型;残余应力;固化变形;黏弹性;