考虑界面层影响的三维机织复合材料单胞模型研究

• 作者: 李向前 潘清
• 来源期刊: 纤维复合材料
• 关键词: 三维机织复合材料 强度预测 单胞模型 界面
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 页码范围: 14-19
• 页数: 6页
• 字数: 4319字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-6423.2018.02.003

摘要

三维机织复合材料具有较高的面外性能和抗冲击性能,已经被应用于航空发动机的风扇叶片和包容机匣.三维机织复合材料的破坏通常由纤维和基体间的界面开裂起始扩展到基体开裂,最后导致纤维失效.要模拟三维机织结构的真实损伤失效过程,必须考虑界面层的影响.常见的三维机织结构模拟方法把界面层的性能作为基体性能的一部分作均一化考虑,通过反向拟合实验数据来确定基体与界面层的平均性能.该方法的主要不足在于不同的机织结构拟合出的平均基体和界面层性能相差较大,无法用统一的材料参数比较准确地预测不同机织结构的失效模式和力学性能,预测能力有限.为更好地模拟界面失效的影响,有些研究在纤维束和基体之间手动引入一定厚度的界面层单元,但界面层单元的厚度牺牲了纤维的直径,且为连接纤维和基体相邻表面的不同网格,界面层单元需要很密集的网格,大大降低了计算效率.本研究通过自主开发的工具软件在纤维束和基体之间自动引入一层零厚度的界面单元,可以更真实地模拟三维机织结构的界面层破坏模式和对整体失效的影响.本文介绍了新方法的建模思路并研究了有限厚度界面层和零厚度界面层中的参数变化对预测结果的影响.研究了不同界面处理方法对单胞性能预测结果的影响,比较了不同处理方法的优缺点.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	潘清	中国航发商用航空发动机有限责任公司设计研发中心基础技术部	1	0	0.0	0.0
2	李向前	中国航发商用航空发动机有限责任公司设计研发中心基础技术部	1	0	0.0	0.0