一种复合材料结构多尺度分析方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种复合材料结构多尺度分析方法及其应用，涉及复合材料强度、损伤、吸能分析技术领域，包括以下内容，S1、建立微观、细观和宏观模型；S2、赋予有限元模型参数；S4、边界条件设置；S5、构建损伤模型；S6、得到结构进行信息交换；S7、结果分析：通过各尺度耦合应力应变、损伤传递得到准确的预测复合材料强度，分析并揭示复合材料细、微观、宏观损伤失效过程和失效机理。本发明专利技术能够准确地捕捉各种载荷下复合材料在各个尺度的载荷响应和失效模式，为分析和理解损伤机理提供重要数据，可根据材料的性质选取与之对应的损伤判据以及损伤演化准则，可适用于各种复合材料的多尺度分析，为复合材料的设计提供重要支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料强度、损伤、吸能分析，具体涉及一种复合材料结构多尺度分析方法及其应用。

技术介绍

1、复合材料与金属材料相比具有轻质、高比强度、高比刚度等特点，目前在多个行业的应用呈上升趋势。复合材料还具有很强的可设计性，要想充分发挥复合材料的性能，了解复合材料的失效模式至关重要，然而复合材料的失效模式种类众多，同时涉及宏观和细微观的多尺度效应，不同失效模式之间同时存在强耦合相互作用，目前已有的复合材料力学知识体系还无法彻底地解释复合材料高度非线性的力学行为、复杂的耦合失效机理和多尺度效应。因此，有必要探索复合材料的细微观失效机理，再深入揭示复合材料的失效机理，准确建立能够重现复合材料的多尺度或跨尺度损伤模型是理解复合材料失效机理的关键内容，也是复合材料的失效机理研究的基础工作。现有文献对复合材料多尺度模型的研究大多采用单向信息传递的方法，而实际上复合材料失效涉及不同尺度之间的信息交互过程或者相互耦合过程。因此，有必要在复合材料多尺度损伤模型中引入不同尺度之间的应力耦合和损伤耦合关系。针对现有技术存在以下问题：

2、1、现有的复合材料多尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于，包括以下内容：

2.根据权利要求1所述的一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于：S1其中微观尺度为考虑纤维束内组分材料的尺度大小一般为m微米级，细观尺度为考虑纤维束、基体以及两者界面的尺度大小一般为mm毫米级，宏观尺度为考虑整个部件的尺寸大小一般为cm厘米级。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于：S3为总体质量矩阵，为整体阻尼矩阵，为整体刚度矩阵，为总体荷载矢量，为位移矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于：S4上标和为代表体单元模型...

【技术特征摘要】

1.一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于，包括以下内容：

2.根据权利要求1所述的一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于：s1其中微观尺度为考虑纤维束内组分材料的尺度大小一般为m微米级，细观尺度为考虑纤维束、基体以及两者界面的尺度大小一般为mm毫米级，宏观尺度为考虑整个部件的尺寸大小一般为cm厘米级。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于：s3为总体质量矩阵，为整体阻尼矩阵，为整体刚度矩阵，为总体荷载矢量，为位移矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于：s4上标和为代表体单元模型对应的边界面；和为代表体单元对应的边界面的位移分量；为代表体单元模型的平均应变；和为代表体单元模型对应的边界面的坐标；为位移分量的周期性部分。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料结构多尺度分析方法，其特征在于：s6获得了纤维和基体的内应力，通过纤维和基体的初始失效准则来判定材料的初始损伤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：任毅如，邓亚斌，吕睿，杨宏源，金其多，黎理知，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：