纤维增强聚合物复合材料的三维非线性微/介观力学响应
计算工程、金融与科学
2016-10-18 v1
摘要
本文开发了一种三维多尺度计算均质化框架，用于预测纤维增强聚合物（FRP）复合材料的非线性微/介观力学响应。考虑了两种主要的损伤机制，即基体的弹塑性响应和纤维 - 基体脱粘，并分别使用非关联压力依赖抛物面屈服准则和内聚力界面单元进行建模。采用线弹性横观各向同性材料模型来模拟代表体积单元（RVE）内的纱线/纤维。采用统一方法施加 RVE 边界条件，从而可以方便地在线性位移、均匀牵引力和周期性边界条件之间切换。该计算模型在分层有限元框架内实现，允许使用任意阶的近似。此外，该计算框架旨在利用分布式内存高性能计算。通过各种数值算例展示了该计算框架的准确性和性能，包括单向 FRP 复合材料、包含多纤维多层 RVE 且纤维随机生成的复合材料，以及单层平纹纺织复合材料。结果与文献中的参考实验/数值结果进行了验证。该计算框架还用于研究基体和纤维 - 基体界面属性对均质化应力 - 应变响应的影响。
引用
@article{arxiv.1610.04610,
title = {Three-dimensional nonlinear micro/meso-mechanical response of the fibre-reinforced polymer composites},
author = {Zahur Ullah and Lukasz Kaczmarczyk and Chris J. Pearce},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.04610},
year = {2016}
}
备注
Submitted to Composite Structures