[发明专利]一种复合材料层合板损伤过程模拟方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机设计领域，涉及一种低速冲击下复合材料层合板损伤过程模拟方法。 

背景技术

低速冲击损伤对复合材料的强度、刚度及使用寿命都有较大的影响。为了有效分析飞机结构中复合材料层板的结构损伤容限，必须清楚地了解层板承载时的损伤破坏历程，因此有必要开展复合材料结构损伤过程的数值模拟研究。 

复合材料层合板强度计算分析一般可采用通用的有限元软件ABAQUS进行，但是通过ABAQUS软件自带的分析模块，只能得到复合材料层合板受冲击后的应力、应变分布，无法对于复合材料层板受冲击后损伤起始、累积至破坏过程进行模拟。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种利用ABAQUS用户子程序的复合材料层合板低速冲击损伤的数值仿真分析方法，通过ABAQUS软件用户子程序界面，可以进行复合材料结构损伤起始、累积至破坏过程的数值模拟。 

本发明的技术方案是：一种基于ABAQUS软件用户子程序的低速冲击下复合材料层合板的损伤过程模拟方法，其特征在于，包括如下步骤： 

第一，建立复合材料层合板的有限元模型 

在ABAQUS/CAE中建立复合材料层合板的有限元整体模型，包括有限元网格、材料、边界条件，以及外来物的质量、冲击速度等。 

第二，按照复合材料层板不同损伤形式，提出损伤判据 

玻璃纤维增强树脂基复合材料单向板受低速冲击下的破坏形式有三种：纤维断裂、基体开裂和基体挤裂。由于复合材料单向层板从产生损伤直至破坏均表现为弹性，因此可以不考虑塑性变形的影响。根据损伤方式的不同给出如下损伤判据： 

a)纤维断裂 

对于图2所示的纤维断裂，其损伤判据为： 

(σ11XT)2+(σ122+σ132Sf2)≥1]]>

b)基体开裂 

对于图3所示的基体开裂，其损伤判据为： 

(σ22YT)2+(σ12S12)2+(σ23Sm23)2≥1,σ22≥0]]>

c)基体挤裂