[发明专利]一种三明治复合材料模型构建方法

说明书

本发明涉及复合材料力学性能技术领域，具体公开了一种三明治复合材料模型构建方法，包括以下步骤：步骤一：根据国标对三明治复合材料的每一种组分材料进行拉伸试样制备；步骤二：对各组分材料拉伸试样进行单轴拉伸试验；步骤三：建立各组分材料模型；步骤四：导出各组分材料数据；步骤五：编写三明治复合材料卡，建立三明治复合材料模型。本发明提供一种三明治复合材料模型构建方法，以提高仿真预测精度和效率，能够准确地表征三明治复合材料的非线性力学行为，为板料成形数值模拟准确性奠定坚实的基础。

技术领域

本发明涉及复合材料力学性能技术领域，具体涉及一种三明治复合材料模型构建方法。

背景技术

随着板料成形数值模拟技术的发展，采用仿真分析的方式预测零部件在冲压成形过程中潜在的质量缺陷已成为主流趋势。一个准确且合适的材料模型是决定仿真预测精度和求解效率的重要因素。随着产品需求的多样化，单一冲压材料已无法满足使用要求，而三明治复合材料凭借优异的综合性能逐渐得到应用和发展。然而对于三明治复合材料而言，不同层的材料物理力学性能差异较大，通常表现出强烈的非线性行为，因此采用传统材料模型无法准确描述其力学性能。

综上所述，如何准确地建立三明治复合材料模型，提高仿真预测精度和效率，是目前本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种三明治复合材料模型构建方法，以提高仿真预测精度和效率，能够准确地表征三明治复合材料的非线性力学行为，为板料成形数值模拟准确性奠定坚实的基础。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种三明治复合材料模型构建方法，包括以下步骤：

步骤一：根据国标对三明治复合材料的每一种组分材料进行拉伸试样制备；

步骤二：对各组分材料拉伸试样进行单轴拉伸试验；

步骤三：建立各组分材料模型；

步骤四：导出各组分材料数据；

步骤五：编写三明治复合材料卡，建立三明治复合材料模型。

优选地，对三明治复合材料的每一种组分材料进行拉伸试样制备具体包括以下步骤：

拉伸试样尺寸根据国标进行制备；试验选取的拉伸标准件从与轧制方向分别成0°、45°和90°三个方向进行切割。

优选地，对各组分材料拉伸试样进行单轴拉伸试验具体包括以下步骤：

根据单轴拉伸试验获取各组分材料的工程应力应变数据，并经公式转换为真实应力应变数据；根据单轴拉伸试验获取各组分材料在0°、45°和90°三个方向的塑性应变比。

对各组分材料拉伸试样进行单轴拉伸试验，当试验是为了获得材料应力应变关系时，试验方法应为将试样拉伸至断裂，拉伸速率为5mm/min；当试验是为了获得材料塑性应变比时，试验方法应为控制试样的拉伸变形达到20％，拉伸速率为5mm/min。

优选地，建立各组分材料模型具体包括以下步骤：

根据各组分材料的真实应力应变数据，确定硬化曲线；根据各组分材料在0°、45°和90°三个方向的塑性应变比，确定屈服面；根据硬化曲线、屈服面和成形极限图建立各组分材料模型。

建立各组分材料模型，根据选择的硬化准则公式拟合各组分材料的真实应力应变数据；根据选择的屈服模型及各组分材料的塑性应变比，确定材料的屈服面。

建立各组分材料模型，采用Arcelor V9经验公式表征各组分材料的成形极限图。

优选地，导出各组分材料数据具体包括以下步骤：