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三维四向编织CMCs拉伸性能及损伤演化数值预测

石多奇 景鑫 杨晓光

石多奇, 景鑫, 杨晓光. 三维四向编织CMCs拉伸性能及损伤演化数值预测[J]. 复合材料学报, 2014, 31(6): 1543-1550.
引用本文: 石多奇, 景鑫, 杨晓光. 三维四向编织CMCs拉伸性能及损伤演化数值预测[J]. 复合材料学报, 2014, 31(6): 1543-1550.
SHI Duoqi, JING Xin, YANG Xiaoguang. Numerical prediction of tensile properties and damage evolution of three dimensional-four directional braided CMCs[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2014, 31(6): 1543-1550.
Citation: SHI Duoqi, JING Xin, YANG Xiaoguang. Numerical prediction of tensile properties and damage evolution of three dimensional-four directional braided CMCs[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2014, 31(6): 1543-1550.

三维四向编织CMCs拉伸性能及损伤演化数值预测

基金项目: 国家自然科学基金(51275023)
详细信息
    通讯作者:

    石多奇, 博士, 教授, 博士生导师, 研究方向为航空宇航高温结构完整性, 材料的高温强度、固体本构关系. E-mail:shdq@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TB332

Numerical prediction of tensile properties and damage evolution of three dimensional-four directional braided CMCs

  • 摘要: 发展了一种能够预测三维四向编织陶瓷基复合材料(3D-B-CMCs)拉伸模量与强度以及损伤演化过程的数值计算方法.首先,利用复合圆柱(CCA)和全局载荷分担(GLS)两种模型预测了纤维束的弹性模量和拉伸强度;然后,利用微焦点CT技术建立了能够反映3D-B-CMCs真实编织几何结构的胞元模型;其次,采用Hashin纤维束失效模型以及考虑单元尺寸的各向异性损伤力学本构模型,编制了ABAQUS/UMAT子程序,对3D-B-CMCs材料宏观拉伸的整个过程进行了计算模拟,预测了宏观拉伸应力-应变曲线,并与试验结果相吻合,证明了所建立方法的合理性和UMAT程序的有效性.同时,研究和讨论了拉伸过程中材料内部不同的损伤破坏模式对复合材料整体力学性能的影响,为材料的疲劳和蠕变等力学行为的内部损伤演化提供了依据.

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-10
  • 修回日期:  2013-11-06
  • 刊出日期:  2014-12-15

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