一种CF-PEEK复合材料的弹塑性损伤本构模型及其建立方法技术

本发明专利技术提供一种CF‑PEEK复合材料的弹塑性损伤本构模型及其建立方法，将材料的整个变形过程看成由弹性和塑性两个变形阶段组成，CF‑PEEK单向单层复合材料总的应变增量dε<subgt;ij</subgt;由弹性应变增量dε<supgt;e</supgt;<subgt;ij</subgt;和塑性应变增量dε<supgt;p</supgt;<subgt;ij</subgt;组成，该方法包括两部分：弹性本构与弹性损伤模型建立方法；塑性本构与塑性损伤模型建立方法。本发明专利技术结合复合材料经典力学和损伤起始准则，揭示塑性行为与损伤演化的耦合关系，通过建立一种CF‑PEEK复合材料的弹塑性本构模型，进而准确描述热塑性复合材料的应力‑应变关系。还考虑PEEK进入塑性后其微观结构发生了变化，因此其宏观的承载能力也会随之变化，不能完全沿用弹性阶段的损伤模型的情况，实现了热塑性复合材料弹塑性损伤表征的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热塑性复合材料，具体涉及一种cf-peek复合材料的弹塑性损伤本构模型及其建立方法。

技术介绍

1、随着飞机对材料性能及轻量化的需求不断提高，越来越多的热塑性复合材料被应用于飞机结构中,例如碳纤维增强聚醚醚酮(cf-peek)复合材料。由于热塑性基体多是半结晶聚合物，具有良好的延展性和韧性，热塑性复合材料表现出与热固性复合材料迥然不同的力学性能。特别是在基体主导的剪切方向下，在较低应力水平下热塑性复合材料也会表现出显著的非线性特征。因此在描述热塑性复合材料的应力-应变关系时，需要充分考虑基体的塑性特性和率相关特性，不能沿用针对热固性材料的非线性本构关系。

2、针对纤维增强热塑性复合材料非线性本构关系的研究，目前主要从细观尺度和宏观尺度两个方面进行研究。在细观尺度上，主要是基于材料的细观几何结构和纤维、基体等组分材料的力学特性建立复合材料的细观单胞模型。最后通过均匀化方法获得复合材料整体的宏观有效性能。细观分析模型的可靠性和精确性通常会受到材料几何结构复杂、组分材料参数难以确定等方面的限制，因此工程适用性不高。较为切实可行的做法是将本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种CF-PEEK复合材料的弹塑性损伤本构模型建立方法，其特征在于，将材料的整个变形过程看成由弹性和塑性两个变形阶段组成，CF-PEEK单向单层复合材料总的应变增量dεij由弹性应变增量dεeij和塑性应变增量dεpij组成，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种CF-PEEK复合材料的弹塑性损伤本构模型建立方法，其特征在于，所述步骤101中，CF-PEEK单向单层复合材料弹性阶段的应力-应变关系采用正交各向异性刚度矩阵表示，如下式所示，

3.根据权利要求2所述的一种CF-PEEK复合材料的弹塑性损伤本构模型建立方法，其特征在于，所述步骤102中，所...

【技术特征摘要】

1.一种cf-peek复合材料的弹塑性损伤本构模型建立方法，其特征在于，将材料的整个变形过程看成由弹性和塑性两个变形阶段组成，cf-peek单向单层复合材料总的应变增量dεij由弹性应变增量dεeij和塑性应变增量dεpij组成，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种cf-peek复合材料的弹塑性损伤本构模型建立方法，其特征在于，所述步骤101中，cf-peek单向单层复合材料弹性阶段的应力-应变关系采用正交各向异性刚度矩阵表示，如下式所示，

3.根据权利要求2所述的一种cf-peek复合材料的弹塑性损伤本构模型建立方法，其特征在于，所述步骤102中，所述纤维拉伸损伤(σ11≥0)表示为：

4.根据权利要求3所述的一种cf-peek复合材料的弹塑性损伤本构模型建立方法，其特征在于，所述步骤103中，当材料满足损伤起始准则发生损伤后，刚度矩阵c开始退化成cd，如下式所示，

5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐振超，王淼，熊萍萍，徐言信，钟涛，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：