开孔编织复合材料层合板

纱线间隙耦合损伤模拟

考虑纱线间隙与中央圆孔耦合效应的多向碳纤维织物增强开孔层合板，通过细观模型准确预测各层损伤演化过程。

Li, Hui · Liang, Jianguo · Xiaodong, Zhao · Li, Zhi · Jun, Feng · Qi, Wu · 赵春江 · Guo, Zhangxin

Theoretical and Applied Fracture Mechanics 2024

参数信息

平均极限载荷

27.2 kN

宏观等效模型误差

5.5 %

细观模型误差

1.5 %

技术优势

预测误差仅1.5%

细观模型考虑了纱线间隙与中央圆孔的耦合效应，最终载荷预测误差远小于宏观等效模型的5.5%。

能模拟损伤演化

通过编写用户子程序实现Hashin失效准则和刚度退化，该模型能够模拟各层损伤的起始、扩展过程，并与SEM图像吻合。

兼顾精度与效率

与宏观等效模型相比，细观模型提供了更准确的预测，同时保持了可接受的计算成本，适合作为工程结构分析的替代方案。

应用场景

• 复合材料结构设计：开孔结构设计中，可用该模型快速评估承载能力并优化铺层。
• 航空结构损伤容限：用于预测含孔层合板损伤演化，辅助损伤容限评估。
• 有限元建模：提供细观建模思路及用户子程序，可供同行借鉴开发。
• 材料力学测试：DIC与SEM结合，为开孔层合板拉伸测试提供数据参照。