一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法技术

技术编号:46595623 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:28
本发明专利技术公开了一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,包括建立宏观尺度有限元模型,通过任意编制方式建立微观纤维束尺度有限元模型;计算宏观尺度下所有单元高斯点应变;计算微观尺度下所有单元在宏观高斯点应变下的位移边界;计算微观尺度下所有单元的相场损伤,通过相场损伤计算所有微观单元损伤后位移;计算微观尺度下所有单元损伤后平均应力以及损伤后平均模量;通过微观单元平均应力计算宏观尺度下所有单元内力,使用内力与外力迭代此过程,从而预测损伤演化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高性能有限元仿真,具体是一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法


技术介绍

0、技术背景

1、复合材料因为其优越的性能得到了广泛的研究和关注。与传统材料相比,复合材料具有更高的强度、更高的刚度与更低的密度,因此复合材料也被广泛应用于航空航天、医疗器械等高端装备中。

2、复合材料部件长期处于严苛的服役环境中,这些部件往往会由于各种原因的失效导致失去其力学性能,相比与这些显式失效容易被观察与修复,复合材料内部产生的损伤和破坏不仅难以观察并且会带来更严重的后果。而内部损伤的原因式由于复合材料具有复杂的微观结构,如编织复合材料通常由纤维组成纤维束再与基体组合形成预制体,最后组成宏观的装备部件。而由于复合材料制备工艺的不完善,在成形时难免会引入缺陷,这些缺陷包括孔隙与裂纹,并且难以被肉眼观察到。而大型装备部件在服役时,受到长期载荷的影响,部件内部的裂纹与孔隙在达到应力极限后会开始扩展与演化。

3、因此,建立一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,应用发展成熟的有限元数值计算理论,并且充分利用不同并行方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,所述步骤S1具体实现方法为:

3.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,所述步骤S2具体实现方法为:在将一个连续域划分为多个离散域,也就是将一个完整的模型划分为有限元方法中的单元和结点后,对于空间中任意一个离散域Ω,均需要满足下述三个基本方程,即平衡方程,几何方程和物理方程,

4.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其...

【技术特征摘要】

1.一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,所述步骤s1具体实现方法为:

3.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,所述步骤s2具体实现方法为:在将一个连续域划分为多个离散域,也就是将一个完整的模型划分为有限元方法中的单元和结点后,对于空间中任意一个离散域ω,均需要满足下述三个基本方程,即平衡方程,几何方程和物理方程,

4.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,所述步骤s3具体实现方法为:

5.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,所述步骤s4具体实现方法为:

6.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强陶瓷复材跨尺度损伤异构并行方法,其特征在于,所述步骤s5具体实现方法为:微观模型的整体模量会降低,需要计算此时微观模型的模量,此时将微观的复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘建涛彭一帆杜小龙严明阳李建章徐泽晖冯志强
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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