轴向压缩荷载作用下纤维增强柔性管渐进失效研究

摘要

以一种黏结型的纤维增强柔性管为研究对象,基于ABAQUS/Explicit建立纤维增强柔性管的实体单元模型,根据Hashin-Yeh失效判据判断柔性管模型失效情况,使用了嵌套非线性刚度退化模型的VUMAT子程序,发展了轴向压缩下纤维增强柔性管的渐进失效模型,具有准确判断柔性管在压缩工况下失效模式、位置的功能。通过压缩实验验证了有限元模型,数值模拟与实验得到的力与位移关系吻合较好。在此基础上进一步分析了压缩工况下,柔性管各失效模式的演化过程。研究结果表明:压缩工况下,纤维增强柔性管失效的主要模式为基体压缩及纤维压缩失效,且各失效模式出现于管道的不同位置。柔性管纤维缠绕角度大于30°时,主要的失效模式由纤维压缩失效变为基体压缩失效。