基于纤维随机分布模型的复合材料弹性常数预测

摘要

为了实现复合材料弹性常数的准确预测,本文研究了基于纤维随机分布细观力学模型的数值模拟计算方法。首先采用改进的随机扰动算法实现了对复合材料的纤维随机分布结构特征的表征,并在有限元软件中建立了纤维随机分布的复合材料代表性体积单元(RVE)模型。通过施加周期性边界条件、采用体积均匀化的计算方法,实现了两种典型复合材料的弹性常数的预测,并与传统的四边形规则分布模型预测结果、文献试验结果进行了对比验证。结果表明,采用纤维随机分布的细观力学模型可实现对复合材料弹性常数较为准确的预测。此外,计算结果表明,纤维分布的随机性对复合材料宏观弹性常数的离散度影响较小。