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国内刊号：11-2187/TH
国际刊号：0577-6686
发布日期:
作者：谢晨阳, 黄鲛, 肖光明, 张贤杰, 王俊彪, 李玉军
单位：1. 西北工业大学机电学院 西安 710072;2. 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 无锡 214063;3. 中航西安飞机工业集团股份有限公司 西安 710089
关键词：单向纤维增强复合材料,纤维波纹度,随机游走,周期性边界条件,近邻列表算法,力偏置算法,横向剪切；
基金：国家自然科学基金资助项目(11902256)。
提出一种单向纤维增强复合材料(Unidirectional fiber reinforced polymer，UD-FRP)周期性高保真代表性体积元(Representative volume element，RVE)的创建算法。首先基于随机游走算法，采用贝塞尔(Bézier)曲线表征纤维形态，使曲线各控制点处的切线方向的统计分布服从多变量冯·米塞斯-费歇尔(Von-MISES FISCHER)函数，创建出初步的软核模型。进而基于力偏置算法，在保证RVE内部纤维不产生过度扭曲的前提下，调整纤维间的重叠，创建出对应的硬核模型。调整过程中，通过引入三维近邻列表算法，大幅提高算法效率。最后对所创建的含有纤维波纹度特征的RVE模型进行了横向剪切渐进损伤分析，用以揭示该方法的研究价值及应用领域。结果表明，该方法能够快速有效地创建不同尺寸及纤维波纹度的RVE几何构型，这种含有波纹度特征的纤维构型会对UD-FRP的横向剪切性能产生一定影响，纤维波纹度越大，UD-FRP的横向剪切强度越大。
来源：2024年第8期
《机械工程学报》期刊编辑部
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