一种单向纤维增强复合材料力学行为预测方法、系统、设备及介质技术方案

技术编号:44699207 阅读:25 留言:0更新日期:2025-03-19 20:50
本申请公开了一种单向纤维增强复合材料力学行为预测方法、系统、设备及介质,涉及纤维增强复合材料力学本构研究领域,该方法包括:制备不同铺层角的纤维复合材料试件并进行准静态压缩和剪切试验;基于连续介质力学基本方程及试件的力学性能确定各向异性弹性模量旋转公式,采用遗传弹性理论中求解算子性质的方法考虑时间相关效应,推导遗传弹性模量的显式算子,引入分数‑指数函数对Heaviside单位阶跃函数的作用关系,推导带有分数‑指数算子的本构方程,进一步确定应变率影响下的剪切本构方程,预测剪切应力‑应变关系。本申请构建的本构方程适用于所有的增强纤维复合材料,且能够准确预测单向纤维增强复合材料的剪切应力‑应变关系。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及纤维增强复合材料力学本构研究领域,特别是涉及一种考虑时间效应的单向纤维增强复合材料力学行为预测方法、系统、设备及介质


技术介绍

1、纤维增强复合材料作为常用的多功能材料,具有轻质、高强、耐腐蚀和可设计性强等优点,已广泛应用于航空航天、交通运输、精密仪器等重要场景。因此,准确把握纤维增强复合材料的力学性能,可为多场合的工程应用提供准确合理的性能预示,避免材料失效导致的巨大损失。纤维增强复合材料的力学本构是描述纤维复合材料力学行为的数学模型,可用来构建数值计算方法、开发有限元预测模型,以供纤维增强复合材料工程结构设计、力学性能优化等实际需求。

2、然而,受制备工艺、纤维取向、界面强度、材料非线性等因素影响,纤维增强复合材料的力学行为并不统一,这导致以往的本构方程预测效果不佳、准确的本构方程体系复杂。例如,中国专利技术专利申请号cn202010366881.4,专利技术名称“一种碳纤维复合材料轴向压缩性能测试方法与本构模型”和cn201911268610.9,专利技术名称“一种锻造的碳纤维复合材料压缩力学本构计算方法”提出了相应的唯象复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,所述单向纤维增强复合材料力学行为预测方法包括:

2.根据权利要求1所述的单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,制备不同铺层角的纤维复合材料试件,具体包括:

3.根据权利要求1所述的单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,对所述纤维复合材料试件进行准静态压缩试验和准静态剪切试验,确定纤维复合材料试件的力学性能,具体包括:

4.根据权利要求1所述的单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,基于连续介质力学基本方程及所述纤维复合材料试件的力学性能,确定各向异性弹性模量旋转...

【技术特征摘要】

1.一种单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,所述单向纤维增强复合材料力学行为预测方法包括:

2.根据权利要求1所述的单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,制备不同铺层角的纤维复合材料试件,具体包括:

3.根据权利要求1所述的单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,对所述纤维复合材料试件进行准静态压缩试验和准静态剪切试验,确定纤维复合材料试件的力学性能,具体包括:

4.根据权利要求1所述的单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,基于连续介质力学基本方程及所述纤维复合材料试件的力学性能,确定各向异性弹性模量旋转公式,具体包括:

5.根据权利要求4所述的单向纤维增强复合材料力学行为预测方法,其特征在于,基于所述各向异性弹性模量旋转公式,采用遗传弹性理论中求解算子性质的方法考虑时间相关效应,推导遗传弹性模量的显式算子,具体包括:

6.根据权利要求5所述的单向纤维增...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘浩赵昌方饶志锐刘琛
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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