纤维复合材料的损伤预测方法、电子设备及存储介质技术

本发明专利技术材料检测技术领域，提供一种纤维复合材料的损伤预测方法、电子设备及存储介质，该方法包括：建立纤维复合材料的有限元模型；基于边界条件、载荷条件和时间步，对所述有限元模型进行仿真计算求解，确定各时间步对应的应力场结果；根据所述各时间步对应的应力场结果，与预设的判断规则，确定纤维复合材料的损伤预测结果。本发明专利技术通过建立纤维复合材料的有限元模型，基于边界条件、载荷条件和时间步，对有限元模型进行仿真计算求解，确定各时间步对应的应力场结果，根据各时间步对应的应力场结果，与预设的判断规则，确定纤维复合材料的损伤预测结果，能够借助有限元模型对复合材料损伤演化进行预测，使用简单，预测高效。预测高效。预测高效。

【技术实现步骤摘要】
纤维复合材料的损伤预测方法、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及材料检测
，尤其涉及一种纤维复合材料的损伤预测方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]纤维复合材料由于其强度高，模量大，抗冲击，性能可设计以及易于成型等优点在各个工业领域用途广泛；而复合材料的力学行为和损伤演化分析也成为这一行业研究的热点之一。
[0003]当前复合材料力学性能仿真多需要借助于商业软件，计算流程和计算方法不可控，且损伤预测多需进行二次开发，使用成本较高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种纤维复合材料的损伤预测方法、电子设备及存储介质。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种纤维复合材料的损伤预测方法，包括：
[0006]建立纤维复合材料的具有网格单元的有限元模型；
[0007]基于边界条件、载荷条件和时间步，对所述有限元模型进行仿真计算求解，确定各时间步对应的应力场结果；
[0008]根据所述各时间步对应的应力场结果，与预设的判断规则，确定纤维复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维复合材料的损伤预测方法，其特征在于，包括：建立纤维复合材料的具有网格单元的有限元模型；基于边界条件、载荷条件和时间步，对所述有限元模型进行仿真计算求解，确定各时间步对应的应力场结果；根据所述各时间步对应的应力场结果，与预设的判断规则，确定纤维复合材料的损伤预测结果。2.根据权利要求1所述的纤维复合材料的损伤预测方法，其特征在于，所述建立纤维复合材料的有限元模型，包括：获取纤维复合材料的几何参数，根据所述几何参数构建复合材料初始模型；确定纤维复合材料的材料参数和特性参数，将所述材料参数和所述特性参数加载在所述复合材料初始模型上；所述材料参数包括用于基体仿真的各向同性材料参数，以及用于纤维仿真的横观各向同性材料参数，所述特性参数包括材料工程常数以及用于失效判断的拉伸、压缩强度；在加载所述材料参数和所述特性参数的复合材料初始模型上配置边界条件、载荷和时间步，并对所述复合材料初始模型进行网格划分，得到具有网格单元的纤维复合材料的有限元模型；其中，所述纤维复合材料的材料参数和特性参数，与纤维复合材料所受的应变力和工作环境温度相关联，在不同的应变力和不同的工作环境温度下，材料参数和特性参数，用于失效判断的拉伸、压缩强度相应的调整变化。3.根据权利要求2所述的纤维复合材料的损伤预测方法，其特征在于，所述基于边界条件、载荷和时间步，对所述有限元模型进行仿真计算求解，确定各时间步对应的应力场结果，包括：将所述边界条件、所述载荷和所述时间步加载到具有网格单元的纤维复合材料的有限元模型中，根据所述材料参数和所述特性参数，确定每个网格单元的初始单元刚度矩阵和初始单元载荷向量；根据每个网格单元的初始单元刚度矩阵确定总体刚度矩阵；根据每个网格单元的初始单元载荷向量确定总体载荷向量；根据总体刚度矩阵和总体载荷向量确定所述有限元模型在三维坐标系下三个方向的节点位移，根据节点位移和总体刚度矩阵计算节点反力；根据所述节点位移和所述节点反力进行网格单元高斯积分点分布处理，确定网格单元积分点三个方向上的应变力张量，所述应变力张量包括正应变力和剪应变力，所述正应变力和所述剪应变力表征应力场结果。4.根据权利要求3所述的纤维复合材料的损伤预测方法，其特征在于，根据所述各时间步对应的应力场结果，与预设的判断规则，确定纤维复合材料的损伤预测结果，包括：当主应力空间第一方向上的应变力大于预设的拉伸强度时，或当主应力空间第三方向上的应变力小于预设的压缩强度时，则发生损伤，使得任意一个方向发生损伤将会造成网格单元积分点在所有方向上发生均匀的刚度折减。5.一种纤维复合材料的损伤预测装置，其特征在于，包括：构建模块，用于建立纤维复合材料的具有网格单元的有限元模型；
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【专利技术属性】
技术研发人员：周永发，郑亮，梁国平，
申请(专利权)人：元计算天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：