考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法技术

技术编号:46005998 阅读:11 留言:0更新日期:2025-08-01 19:10
一种考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,属于复合材料疲劳分层预测技术领域。本发明专利技术针对复合材料疲劳分层扩展速率的预测无法脱离疲劳试验数据支撑的问题。包括考虑纤维桥接机制,设定纤维桥接因子,基于静力学试验获得断裂韧性与分层长度相关的非线性连续曲线;结合切向位移和法向位移获得切向牵引力和法向牵引力;再结合上子梁和下子梁的面内应力合力、面内弯矩和面内剪应力合力得到复合材料层合板总应变能;通过建立层合板平衡方程,得到控制方程组;求解得到上子梁疲劳载荷理论值、上子梁位移理论值和分层长度理论值;计算疲劳分层扩展速率,拟合得到拟合曲线用于扩展速率的估算。本发明专利技术用于估算疲劳分层扩展速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,属于复合材料疲劳分层预测。


技术介绍

1、先进复合材料由于其具有高比强度、高比刚度和低密度的优势而广泛应用于航空航天领域。然而,复合材料在厚度方向上缺乏约束,其层间性能制约着性能的发挥,是层合板中的薄弱环节,使得复合材料极易发生分层损伤。在各种破坏模式中,循环载荷引起的疲劳分层失效尤为普遍,并且分层过程多伴随着纤维桥接现象,这种行为能够随着分层的扩展显著提升分层扩展阻力,影响疲劳分层扩展速率,这也导致循环载荷下复合材料疲劳分层扩展的机理更为复杂,复合材料疲劳分层扩展行为的预测更为困难。

2、目前,疲劳分层扩展主要通过试验测试和有限元方法进行研究,然而由于纤维桥接机制的复杂性,应用理论分析方法对其研究仍然具有挑战性。尽管已经提出了半经验模型,如使用paris定律或归一化的方法将循环加载参数与分层扩展速率联系起来,但现有的模型仍然需要疲劳试验数据来对模型参数进行标定或校准,存在明显的局限性。试验测试既耗时又昂贵,而且对于大型结构来说往往难以实施。因此,亟需一种不依赖于疲劳试验数据校本文档来自技高网...

【技术保护点】

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2.根据权利要求1所述的考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,其特征在于,

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【技术特征摘要】

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2.根据权利要求1所述的考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的考虑纤维桥接机制的复合材料疲劳分层扩展速率的估算方法,其特征在于,

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【专利技术属性】
技术研发人员:熊健薛鹏程
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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