双悬臂梁试件裂纹动态扩展的准静态数值分析

来源期刊：复合材料学报2019年第5期

论文作者：吴庆欣 肖毅 薛元德

文章页码：1179 - 1188

关键词：断裂动力学;有限元分析;应变能释放率;非稳定裂纹扩展;虚拟裂纹闭合技术;

摘    要：本文采用双悬臂梁（DCB）试件研究了复合材料层合板层间插入韧性胶膜（Interleaf）层的Ⅰ型断裂行为。试验结果表明,含和不含Interleaf层试件分别呈现脆性非稳态和脆性稳态分层扩展特性。针对非稳定裂纹扩展问题,依据动态断裂力学中应变能释放率与动能变化率的关系,提出了以断裂韧性值G_IC变化来抵消动能变化对裂纹扩展过程影响的准静态分析方法,根据试验中裂纹扩展的韧性变化,推导出适用于准静态裂纹扩展模拟的等效韧性G_IC^*,利用ABAQUS平台和虚裂纹闭合技术（VCCT）建立了三维有限元计算模型;实现了从起裂到止裂的整个裂纹动态扩展过程的数值模拟,揭示了非稳定裂纹扩展过程中一些复杂的力学现象。