三维编织复合材料单向拉伸损伤行为及非线性模拟

三维四向编织复合材料单向拉伸积累损伤非线性分析是一篇深入研究此类复合材料在特定力学环境下行为的学术论文。作者方国东、梁军和王宝来来自哈尔滨工业大学，他们应用Murakami-Ohno损伤理论，这是一种广泛用于模拟材料在负载作用下损伤进展的模型，结合编织复合材料组分材料的断裂能，构建了一种损伤演化模型来进行数值模拟。 研究重点在于探讨大编织角三维四向编织复合材料在单向拉伸过程中的行为。论文指出，这类材料的主要破坏模式包括纤维束的横向拉伸和剪切破坏，以及基体的开裂。这些复杂的破坏模式源于编织结构的特性，使得在单向拉伸载荷下，材料表现出多模式耦合的损伤行为，传统的宏观实验难以完全揭示其内部损伤过程。 为了提高数值模拟的精度和收敛性，作者采用了Duvaut和Lions的粘性规则化方法，这是一种处理非线性问题的数值技术，有助于减小计算误差并改善数值稳定性。通过对比实验数据，模型的结果显示出良好的符合度，这表明该损伤演化模型能够有效地预测和描述三维四向编织复合材料的实际性能。 该研究的关键词涵盖了主要讨论的内容，包括三维编织、复合材料、损伤、粘性规则化和非线性分析。论文的引入部分强调了三维编织复合材料在航空航天和土木工程等领域的广泛应用，以及数值模拟在理解和预测这种材料性能演变中的关键作用。 近年来，关于三维编织复合材料的数值模拟研究已经取得了一些进展，涉及刚度分析、非线性效应以及具体的破坏过程模拟。然而，这篇论文的独特之处在于它不仅关注材料的力学性能，还深入研究了积累损伤的非线性行为，这为更全面地理解这种复合材料的行为提供了新的视角。 这篇论文是三维四向编织复合材料领域的一项重要贡献，它不仅深化了我们对材料性能的理解，也为未来的设计和优化提供了科学依据。通过数值模拟方法，研究人员能够细致探究复合材料在实际工况下的性能响应，为材料工程师提供了一个强有力的工具。