机械工程学报

作者：余海燕, 贺宏伟, 邢萍

单位：同济大学汽车学院 上海 201804

关键词：碳纤维复合材料,失效模型,刚度退化,数值仿真；

基金：国家重点研发计划(2022YFE0208000)和上海市汽车工业科技发展基金(1749)资助项目。

对二维和三维Hashin失效判据以及Tan、Zinoviev和Tserpes刚度退化准则的特点进行比较分析，将二维Hashin失效判据与Tan刚度退化准则、三维Hashin失效判据分别与Tserpes刚度退化准则、Zinoviev刚度退化准则进行组合，提出三个失效模型CFRP-2HT、CFRP-3HT和CFRP-3HZ，并基于Abaqus软件进行子程序开发，用于提高碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced polymer, CFRP)的数值仿真精度。通过带孔平板的单向拉伸和三点弯曲试验，对子程序的功能和精度进行了验证。结果表明：CFRP-2HT、CFRP-3HT与CFRP-3HZ三个失效模型预测的带孔CFRP层合板单向拉伸强度的精度分别为80%、89%、93%，预测的失效形式与试验结果一致。三个失效模型在刚度退化模式、是否具备分层失效的预测能力、计算精度与计算效率方面各有优势，其中CFRP-3HT模型计算精度最高，而CFRP-2HT计算效率最高。

来源：2024年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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