针刺C/SiC复合材料

拉伸-扭转耦合失效机制

一种采用针刺工艺制备的碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,在拉伸和扭转耦合载荷下表现出独特的渐进损伤行为,其破坏过程可通过多尺度模型有效预测,为复杂应力状态下的结构设计提供依据。

刘杨 · 赵海涛 · 董顺 · Zhao, Xiaoguang · Peng, Yahui · 陈健

Composite Structures 2023

技术优势

无需实验即可预测失效

模型基于代表体积元(RVE)和顺序多尺度方法,力学性能从微观RVE传递到介观RVE,载荷从宏观试样传递到介观RVE,从而计算应力-应变关系和失效模式,无需高成本实验。

能解释应力-应变曲线特征

多尺度模型结合损伤演化模型(通过子程序UMAT实现),很好地解释了宏观试样应力-应变曲线的特征点和跌落点。

揭示拉扭耦合失效机制

模型分析了复合材料在拉伸-扭转耦合载荷下的强度降低,揭示了拉扭耦合失效机制。