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2024年第53卷第5期热加工工艺ISSN1001-3814
Vol.53No.52024HotWorkingTechnologyCN61-1133/TG
女
引用格式：员尔瑾，孙杰，王开钰，等.基于局部均匀化多尺度方法的机织复合材料单轴拉伸力学行为研究[].热加工
2024,53(5):111-118.
DOl:10.14158/ki.1001-3814
riggy@
先进材料
基于局部均匀化多尺度方法的机织复合材料
单轴拉伸力学行为研究
员尔瑾，孙杰，王开钰，蔡洪能
(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，陕西西安710049)
摘要：机织碳纤维增强树脂基复合材料在厚度方向存在纤维的相互交织，拥有较复杂的纤维空间结构，因此具有
优异的比刚度和比强度。本文建立了平纹机织复合材料的“微观-介观-宏观”的多尺度有限元渐进损伤模型，并对介观
模型中的各成分进行具有等效性能的局部均匀化简化。基于微观力学失效理论判断纤维／基体损伤起始，通过
ABAQUS有限元分析平台，开发用户自定义的子程序VUMAT，对平纹机织复合材料进行拉伸力学行为和损伤机理分
析。结果表明：在拉伸载荷模拟中纤维束树脂损伤最为严重，纤维失效发生在经向纤维束中，且外层损伤相较于内层更
加严重。试验和数值分析的结果误差均在2%以内，表明多尺度渐进损伤模型的可靠性。
关键词：平纹机织；局部均匀化；多尺度渐进损伤模型
中图分类号：TB333.2文献标识码：A文章编号：1001-3814(2024)05-0111-08
StudyonUniaxialTensileMechanicalBehaviorofWovenComposites
BasedonLocalHomogenizationMulti-ScaleMethod
YUNErjin,SUNJie,WANGKaiyu,CAIHongneng
(StateKeyLaboratoryforMechanicalBehaviorofMaterials,XianJiaotongUniversity,Xian710049,China)
Abstract:Thewovencarbonfiberreinforcedresinmatrixcompositeshaveexcellentspecificstiffnessandstrengthdueto
theinterweavingoffibersinthethicknessdirectionandthecomplexspatialstructureoffibers.Amulti-scale(microscopic,
mesoscopicandmacroscopic)finiteelementprogressivedamagemodelofwovencarbonfiberreinforcedresinmatrix
compositeswasestablished,andthecomponentsofthemesoscopicmodelweresimplifie
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