纤维增强复合材料层合板开孔拉伸厚度效应数值模拟

摘要

建立了一种新的有限元三维模型,对准各向同性纤维增强复合材料层合板开孔拉伸厚度效应进行了研究.每一层采用三维实体单元,基体裂纹和纤维破坏准则选用三维Hashin准则.由于基体比纤维强度低,在很低的拉伸载荷下,圆孔周围基体受到剪切力会出现沿纤维方向的纵向劈裂,从而钝化圆孔,大大减小应力集中,提高材料承载能力.为了准确模拟层合板的破坏,在每层圆孔周围(90度层除外)沿纤维方向引入两组基于表面的内聚力接触(surface-based cohesive contact)来模拟层内纵向劈裂,同时用这种接触来模拟层间的分层特性.通过与出版文献中的实验结果对照,有限元模型取得了很好的结果.