非均匀材料的应变软化及叠层复合材料破坏过程的数值模拟
用有限元方法模拟了非均匀叠层材料的固体力学行为和破坏过程,各层材料性质的初始非均匀性采用某一给定的统计规则描述.用三维网格对试件进行有限元剖分,每个单元具有各自的均匀各向同性常量以反映总体的非均匀性.加载过程中不同单元破坏次序不同,因而整体等效应力应变关系表现出复杂的非线性性.通过数值计算,在选定的具体条件下,模拟了在逐步加载过程中,叠层材料应力应变场的变化和不同单元依次破坏直至试件整体破坏的过程.算例中叠层材料由14～15层构成,使用的网格数约为几千个.用该方法得到的非线性等效应力应变曲线与文[11,12]中叙述的拉伸作用下应变超过某一值后,材料发生应变软化现象的试验数据符合较好,趋势相当一致,因此可以设想是对应变软化原因的一种解释.
作 者： 陈永强 姚振汉 作者单位： 陈永强(北京大学力学与工程科学系,北京,100871)
姚振汉(清华大学工程力学系,北京,100084)
刊 名： 计算物理 ISTIC EI PKU 英文刊名： CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS 年，卷(期)： 2003 20(1) 分类号： O34 关键词： 非均匀性 有限元方法 统计分布 叠层材料 破坏过程