弹塑性多尺度分析的实现及其在颗粒增强复合材料中的应用

来源期刊：复合材料学报2017年第9期

论文作者：许杨剑 武鹏伟 赵帅 王效贵 梁利华

文章页码：1934 - 1943

关键词：颗粒增强复合材料;渐近展开;均匀化方法;非线性多尺度分析;代表性单元体;周期性边界条件;

摘    要：基于满足周期性假设和尺度分离假设的渐进展开均匀化原理,应用商业有限元软件ABAQUS实现了快速识别颗粒增强复合材料的等效弹性参数,及获取其宏-细观尺度下的非线性应力应变场信息。在细观尺度上,为了更好地逼近实际的复合材料结构,其增强颗粒采用不同直径和随机分布的球形进行近似。通过对不同颗粒含量的等效弹性参数的误差分析,证明了细观模型构造的合理性。此外,通过宏-细观尺度间的耦合机制,利用ABAQUS多个用户自定义子程序,实现了颗粒增强复合材料的非线性多尺度耦合分析,并提出了一套加速算法。最后据此研究了颗粒增强材料细观模型塑性演化过程对宏观力学性能的影响。由于编写的程序及分析的思路具有良好的通用性,这一工作为研究颗粒增强及其它复合材料的宏观力学性能提供了有益的参考。