基于 puck 失效理论的纤维增强复合材料层合板的多相场模型
计算物理
2026-03-11 v1
摘要
本文提出一种多相场模型，利用 puck 失效理论预测纤维增强复合材料（FRC）层合板的失效。具体而言，本工作提出了一种结合网格叠加方法的二维多场模型，用于计算FRC层合板中各种层间 Orientation 的面内损伤。该模型考虑两个独立的相场变量分别触发纤维失效和纤维间支配性失效，从而获取损伤之间的相互作用。此外，模型考虑两种特征长度尺度和两种结构张量，以准确描述损伤模式。层合板中每一层分别用单独的网格表示，并通过网格叠加方法进行组合。利用四个基准实例演示了所提出模型的预测能力。具体包括拉伸和压缩加载下的试样测试、开孔拉伸、紧固件拉伸和双边凹缘拉伸实例，并与文献中的实验结果进行比较。此外，关于交叉层合板和各向同性层合板的结果表明，该模型在定性和定量上都能够模拟实验结果。
引用
@article{arxiv.2603.09081,
title = {A multi-phase-field model for fiber-reinforced composite laminates based on puck failure theory},
author = {Pavan Kumar Asur Vijaya Kumar and Rafael Fleischhacker and Aamir Dean and Heinz E Pettermann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.09081},
year = {2026}
}