基于近场动力学的复合材料层压板建模和渐进损伤分析

摘要

提出了一种基于近场动力学理论的纤维增强复合材料层压板的建模方法，并对含缺口的层压板进行了渐进损伤分析。按近场动力学理论，将层压板均匀离散为具有一定体积的节点，各节点与有限距离内的其余节点之间通过“键”产生相互作用。“键”的性能取决于节点之间的距离和相对位置，并与传统理论中的力学参量建立起联系。使用不同性能的“键”描述复合材料的各向异性行为，并将层压板损伤分为三种形式：纤维断裂，基体断裂和分层破坏。基于此建模方法，对含有中心缺口的复合材料层压板进行了渐进损伤分析，得到了不同铺层的单向层压板在拉伸载荷作用下的损伤扩展路径和最终破坏模式，本文方法的预测结果与文献中的研究结果吻合良好。