[发明专利]考虑复合材料弹塑性与损伤耦合的弹塑性损伤有限元方法

摘要

本发明公开了一种考虑复合材料弹塑性与损伤耦合的弹塑性损伤有限元算法，属于复合材料力学性能有限元分析领域；以基于后退欧拉积分法则及牛顿迭代求解复合材料弹塑性损伤的模型为基础，通过在初始求解试用应力以及塑性屈服迭代中求解弹性应力时均考虑前一增量步中损伤状态量对当前应力的软化影响，从而在弹塑性求解过程中考虑损伤退化作用，更真实地反映树脂基复合材料在复杂加载条件下塑性行为与损伤之间的相互作用关系。本发明可有效地描述树脂基复合材料弹塑性与损伤的耦合作用关系，可应用于有限元软件中复合材料弹塑性损伤本构模型的开发、新型树脂基复合材料力学性能研究以及相关的复合材料工程结构精细化建模分析等科研及工程技术领域。

主权项

1.一种考虑复合材料弹塑性与损伤耦合的弹塑性损伤有限元算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，开始当前增量步，读取前一时刻收敛状态量及当前增量步中应变增量；步骤2，假定当前步开始时无塑性应变增量，则当前步试用弹性应变由前一时刻收敛的弹性应变量与当前增量步应变增量线性叠加获取，通过弹性本构关系根据当前步的弹性试用应变获取当前的试用弹性应力，考虑前一增量步损伤状态对当前试用弹性应力的软化影响，得出当前试用弹性应力状态量；步骤3，判断材料屈服状态；若未进入屈服阶段，计算当前增量步状态量；若进入屈服阶段，对含损伤的塑性屈服阶段通过牛顿迭代法求解，迭代过程中每一迭代步的试用弹性应力计算均考虑前一增量步损伤状态的影响；步骤4，根据损伤力学模型，求解当前增量步中的损伤指标，更新损伤状态量；步骤5，求解并输出含塑性及损伤退化作用的状态量，予以保存，开始下一增量步。