缝合复合材料T型接头拉伸载荷下的有限元数值模拟

摘要

利用ABAQUS软件对拉伸载荷下的缝合T型接头进行建模与分析,采用基于内聚力模型(CZM)的黏聚接触方法来模拟筋条与蒙皮的脱粘行为,以基于细观力学的非线性弹簧模拟缝线在上下界面的增强作用.在模型基础上对缝线直径进行参数化分析,研究其对T型接头拉伸性能的影响.结果表明:随缝线直径增大,接头极限破坏载荷提高,即拉伸承载能力提高.有限元分析结果与试验值吻合较好.值得注意的是,当缝线直径增大到1500旦尼尔时,模拟结果与试验数据存在10.4％的误差,这是因为模型未考虑缝合对层合板面内性能的影响,忽略了缝线可能造成的材料损伤.考虑到T型接头在拉伸载荷作用下的破坏模式主要是I型和 Ⅱ 型破坏,因此宜采用二维有限元模型进行参数化分析,计算效率高并且与试验结果吻合较好.