碳纤维复合材料单向板钻孔分层损伤的数值模拟

摘要

cqvip:基于三维Hashin失效准则,以及双线性Cohesive损伤模型中的二次名义应力准则和BK失效准则,采用ABAQUS/Explicit模块中的VUMAT子程序对碳纤维复合材料单向板钻孔过程中的分层损伤进行模拟,并通过钻孔后的超声C扫结果对模拟结果进行了验证;研究了麻花钻的半径和顶角对分层损伤的影响。结果表明:试验得到钻孔后单向板损伤区域的最大破坏直径为25.6mm,分层因子为2.56,有限元模拟得到的最大破坏直径为25mm,层因子为2.50,试验结果与模拟结果的相对误差仅为2.4%,证明了有限元模型的准确性;与上表面铺层界面和中间界面相比,单向板下表面铺层界面的分层因子最大,分层损伤最严重;分层因子随麻花钻的直径和顶角的增大而增大,分层损伤程度也增大。