基于单胞数字化模型的复合材料本构关系三维数值模拟

编号 zgly0001330065

文献类型 期刊论文

文献题名 基于单胞数字化模型的复合材料本构关系三维数值模拟

作者 陈利  许正亚  马振杰  李嘉禄 

作者单位 天津工业大学复合材料研究所天津市和教育部先进纺织复合材料重点实验室  天津工业大学复合材料研究所天津市和教育部先进纺织复合材料重点实验室 天津300160  天津300160 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2007年03期

年份 2007 

分类号 TB332 

关键词 复合材料  均匀化方法  数字化模型  EBE 

文摘内容 在渐进均匀化理论基础上,建立了基于单胞数字化模型的复合材料宏观等效弹性性能的三维数值分析方法(DCB-FEA)。该方法采用三维光栅化技术将三维单胞模型转化为三维光栅图形(数字化模型),并将光栅图形直接转化为三维有限元求解网格。产生的离散单元具有相同的几何尺寸和规则的形状,单元刚度矩阵的数量将减少为单胞材料的个数。此外,单胞数字化模型仅需记录每个离散单元的材料种类,其他参数如单元节点编号、节点坐标等均可在求解过程中自动生成,周期性边界条件也可以自动施加。随着分辨率的提高,单胞数字化模型将产生更多数量的单元,特别是对于三维单胞模型,集成整体刚度矩阵时需要大量的计算机内存。采用基于Ele-ment-by-element策略的预处理共轭梯度法(EBE-PCG),有限元方程的求解在单元级上进行,避免了整体刚度矩阵的集成。通过对单向纤维增强复合材料的线弹性本构关系的数值模拟,表明该方法可得到较为准确的复合材料等效模量。