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《基于abaqus的復(fù)合材料跨尺度失效分析軟件開(kāi)發(fā)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、基于ABAQUS的復(fù)合材料跨尺度失效分析軟件開(kāi)發(fā) 【摘要】復(fù)合材料跨尺度失效理論是近些年提出的一類基于物理失效模式的強(qiáng)度理論，它從細(xì)觀層面判定纖維和基體的失效，在分析復(fù)合材料性能匹配和耐久性方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。提出了一種新的跨尺度失效判定準(zhǔn)則，利用Abaqus的內(nèi)嵌Python腳本語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了復(fù)合材料跨尺度失效分析軟件CMFAS，編制了圖形用戶界面（GUI）進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)了代表體積單元（RVE）參數(shù)化建模及后處理、應(yīng)力放大系數(shù)矩陣生成、失效準(zhǔn)則臨界值求解和損傷演化處理等一系列功能，最終生成Abaqus子程序文件USDFLD和VUSDFLD?！ ?/p>
2、【關(guān)鍵詞】復(fù)合材料；跨尺度；失效準(zhǔn)則；二次開(kāi)發(fā) 【Abstract】Compositemultiscalefailuretheoryisanewlyproposedcategoryofstrengthcriteria，basedonmechanicalfailuremodes.Inthistheory，fiberandmatrixfailurearedeterminedinmesolevel，whichhasspecialadvantageinanalyzingmaterialpropertymatchinganddurability.Anew
3、multiscalefailurecriteriawasproposed，CMFAS（CompositeMultiscaleFailureAnalysisSoftware）wasdevelopedusingPythonscriptinglanguageembeddedinAbaqus.InCMFAS，GUI（GraphicUserInterface）wascompiledtorealizehuman-computerinteraction，RVE（RepresentativeVolumeElement）parametricmodelingandp
4、ost7processing，stressamplificationfactorsgeneration，failurecriteriacriticalvaluesolvinganddamageevolutionwereautomaticallyaccomplished，finallyAbaqussubroutinefilesUSDFLDandVUSDFLDweregiven. 【Keywords】Compositematerials；Multiscale；Failurecriteria；Secondlydevelopment 0引言 復(fù)合材
5、料強(qiáng)度理論經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，先后產(chǎn)生了Tsai-Wu準(zhǔn)則[1]、Hashin準(zhǔn)則[2]等幾十種失效判定方法，并且不斷有新理論的提出[3]。復(fù)合材料跨尺度失效理論是21世紀(jì)初發(fā)展起來(lái)的一類復(fù)合材料失效理論，通過(guò)宏觀應(yīng)力（應(yīng)變）計(jì)算細(xì)觀層面纖維和基體的應(yīng)力（應(yīng)變），基于物理失效模式判定纖維和基體的失效。在此基礎(chǔ)上可以討論纖維體積含量、溫度變化等對(duì)材料性能的影響，這是其它失效理論無(wú)法實(shí)現(xiàn)的[4-5]。因此跨尺度失效理論在研究復(fù)合材料纖維、基體性能匹配和耐久性方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，基于跨尺度失效理論的分析軟件也相繼提出?！ ?跨尺度失效理論簡(jiǎn)介 1.1宏觀
6、應(yīng)力到細(xì)觀應(yīng)力的轉(zhuǎn)換 復(fù)合材料纖維和基體的力學(xué)性能差異很大，它們?cè)诩?xì)觀上表現(xiàn)出不同的受力狀態(tài)。層板級(jí)力學(xué)試驗(yàn)得到的應(yīng)力是截面上纖維和基體的宏觀平均應(yīng)力，并沒(méi)有反映細(xì)觀層面上的應(yīng)力分布。假設(shè)纖維和基體按一定方式規(guī)則排列，可以認(rèn)為施加在單層上的宏觀應(yīng)力等效于施加在代表體積單元（RVE）上的應(yīng)力，如圖1所示。7 2CMFAS的目的 應(yīng)用跨尺度失效準(zhǔn)則時(shí)，圖2中每個(gè)參考點(diǎn)都需求解式（1）中的機(jī)械應(yīng)力放大系數(shù)矩陣和熱應(yīng)力放大系數(shù)矩陣。當(dāng)纖維或基體性能衰減后，應(yīng)力放大系數(shù)矩陣又要重新計(jì)算。手工完成有限元計(jì)算和數(shù)據(jù)提取工作量很大，限制了跨尺度失效準(zhǔn)則的實(shí)
7、際應(yīng)用，同時(shí)失效準(zhǔn)則中臨界值的求解也需要編制程序來(lái)完成。CMFAS正是要為跨尺度失效準(zhǔn)則的實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)輔助，從人機(jī)交互和有限元求解兩個(gè)方面入手，為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的跨尺度失效分析和損傷演化提供工具和手段?！ ?CMFAS的功能和特點(diǎn) 3.1CMFAS的功能 4.2CMFAS的軟件編制和組成 ?。?）RVE參數(shù)化建模和后處理 ?。?）判定準(zhǔn)則臨界值的求解 ?。?）損傷折減剛度求解及應(yīng)力放大系數(shù)修正 ?。?）人機(jī)交互界面開(kāi)發(fā) 5結(jié)論 ?。?）復(fù)合材料跨尺度失效準(zhǔn)則從細(xì)觀層面判定纖維和基體的失效，在研究復(fù)合材料纖維、基體性能匹配和耐久性方面有獨(dú)特
8、的優(yōu)勢(shì)。算例表明其可以有效預(yù)測(cè)復(fù)合材料的破壞過(guò)程； ?。?）CMFAS可以有效實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料跨尺度失效分析的整個(gè)過(guò)程，極大提高了計(jì)算效率，
