LS-DYNA|复合材料带孔平板渐进损伤模拟

         

带孔平板长为100mm，宽为30mm，高为1mm，中间孔的直径为12mm。平板由纤维方向为[0/90/45/0]的四层复合材料铺层而成，每层厚度为0.25mm。平板一端被全约束，另一端受到位移为2mm的位移加载，作用时间为0.01s。

E₁₁=131000MPa,E₂₂=9000MPa,v₁₂=v₁₃=0.0307,v₂₃=0.307,G₁₂=G₁₃=5000MPa,G₂₃=4000MPa。纤维和基体强度分别X_t=1600MPa,X_c=1200MPa, Y_t=200MPa, Y_c=70MPa,S=90MPa。纤维方向使用chang-chang失效准则，而基体方向使用Tsai-Wu准则。

本部分首先使用壳单元建模来模拟平板的渐进损伤。

壳单元几何模型

铺层角度

0°方向

90°方向

45°方向

0°方向

LS-DYNA中对于solid单元，每一层实体单元代表代表一层铺层，通过*ELEMENT_SOLID_ORTHO关键字定义方向。操作路径为Element tools-Element Editing-Direction。然后通过Vector,Rotata,Map,Smooth来调整铺层方向。

由壳单元和实体单元的位移-力曲线可知，两种建模方式获得的最大承载力几乎是相同的，约为7KN。在加载和落载阶段两条曲线具有较高的重合度。

下面为使用ABAQUS来对上述模型进行模拟，使用Hashin失效准则，获得的位移-力曲线如下图所示，其最大承受载荷约为8KN,而通过LS-DYNA获得的最大载荷为7KN,两个软件结果具有一定的差异性，这可能与内置的算法和本构关系有关，尽管是同一本构Hashin模型，ABAQUSH和LS-DYNA在输入本构参数的时候还是具有一定差异。