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Cohesive单元与复合材料渐进损伤应用实例

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发表于 2016-5-11 16:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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       复合材料有许多特性:制造工艺简单,强度高,刚度大,具有灵活的可设计性,耐腐蚀、对疲劳不敏感,热稳定性好。
       由于复合材料的上述优点,在航空航天、汽车、船舶等领域,都有广泛的应用。在新型飞机设计中,复合材料的大量应用对分析技术提出新的挑战。例如在某客机各种材料的使用状况,其中复合材料的比例约为50%。
        ABAQUS提供一种粘结单元(cohesive element),用以模拟两个部分之间的粘性连接,一般来说,它要求粘结材料尺寸和强度都小于粘结部分(比如多层复合材料的胶粘层),进而可以利用cohesive element模拟材料的断裂。
        复合材料渐进损伤与cohesive单元联合使用可以模拟复合材料真实破坏情况。本文通过实例简单介绍利用ABAQUS模拟复合材料真实破坏情况。
        单层壳尺寸为长246mm,宽13mm,厚为0.3mm,将单层壳复制18份,偏移每层壳,使19层壳两两接触,如下图 1所示。
1.png
复合材料材料属性参数如下,单位为mm-T,
密度:1e-9,弹性模量相关系数E1,E2,Nu12,G12,G13,G23分别为1000,145000,0.23,3760,3760,3760。
各层材料从下往上铺层角度如下所示
[90/60/-60/90/-45/45/90/0/90/45/-45/90/-45/45/0/45/45/-45/0],
复合材料渐进损伤引进hashin准则,各项参数如图 2所示
2.png
每层复合材料之间建立接触,接触属性为cohesive接触属性,参数如图 3所示,
3.png
边界条件如图 4所示,
4.png
分析步采用显式分析步,仿真时间为0.05S。
计算结果如下所示
5.png
6.png



来源:FEAonline    有限元在线

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