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基于多尺度模型的编织复合材料圆管扭转行为有限元模拟

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为进一步探究编织复合材料圆管在扭转加载过程中的力学响应,在前期试验研究的基础上,以具有45°编织角的碳纤维/树脂复合材料圆管为例,采用了综合考虑圆管的细观结构和全尺寸模拟计算成本的多尺度方法构建了编织复合材料圆管有限元模型,系统模拟了其扭转加载过程,并分别讨论了圆管单胞的剪切和圆管的扭转渐进损伤过程.结果表明:模拟结果与试验结果具有较高的一致性;圆管单胞在剪切失效之前的损伤分布基本呈对称状态,纤维束早于基体形成损伤,承担主要载荷;纤维束编织路径对圆管的扭转损伤扩展有一定的影响,从损伤出现至结构完全失效的用时很短,损伤单元在扭转加载末期产生于圆管中部,并沿纤维束编织路径扩展,最终形成空间螺旋型损伤剪切带.
Finite element simulation of torsion behavior of braided composite tube based on multi-scale model

braided composite tubemulti-scale modelfinite element simulationtorsionprogressive damage

谷元慧、王曙东、张典堂

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盐城工业职业技术学院,江苏 盐城 224005

生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏 无锡 214122

编织复合材料圆管 多尺度模型 有限元模拟 扭转 渐进损伤

盐城工业职业技术学院自然科学项目江苏省高等学校自然科学研究面上项目盐城市科技计划专项(基础研究计划)

ygy200521KJB540007YCBK2023019

2023

10.13475/j.fzxb.20220505501

纺织学报
中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.699
ISSN：0253-9721
年,卷(期)：2023.44(12)
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