[發明專利]一種基于修正梁理論的復合材料I型分層橋聯律確定方法有效
| 申請號： | 202010034347.3 | 申請日： | 2020-01-14 |
| 公開（公告）號： | CN111339697B | 公開（公告）日： | 2022-03-25 |
| 發明（設計）人： | 趙麗濱;曹天成;馬晨曦;駢瑢 | 申請（專利權）人： | 北京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F113/26;G06F119/14 |
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| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 修正 理論 復合材料 分層 橋聯律 確定 方法 | ||
1.一種基于修正梁理論的復合材料I型分層橋聯律確定方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟A，開展復合材料層合板I型分層試驗，測得其P-δ曲線，實現過程是：
(A1)根據試驗測試標準設計并加工特定鋪層下的DCB試樣，在DCB試樣一側預制裂紋；
(A2)利用快速裝卡鉸鏈夾具將DCB試樣裝卡到MTS試驗機上，裝卡完畢后盡可能保證試樣處于平直狀態，不得出現任何扭曲；
(A3)將試驗機調成位移控制模式，以0.1mm/min的加載速率開展DCB靜力拉伸試驗，在試驗過程中由試驗機控制程序記錄試樣的P-δ數據；
步驟B，建立I型載荷下試樣的二維修正梁力學模型，實現過程是：
(B1)基于修正梁理論，將DCB試驗I型分層問題簡化為二維力學模型；
(B2)基于經典層合板理論和Timoshenko梁理論對DCB試樣進行力學分析，得出其在I型載荷作用下，試樣柔度C、能量釋放率GIc以及初始裂尖張開位移δ*的表達式，根據(B1)所建立的二維力學模型，它們是外載P與試樣分層長度a的函數；
(B3)利用Matlab軟件，將上述結果編成Matlab計算程序；
步驟C，將P-δ曲線、材料基本屬性、幾何尺寸輸入上述模型計算程序，在Matlab軟件進行迭代計算，確定分層長度a、初始裂尖張開位移δ*以及能量釋放率GIc，實現過程是：
(C1)輸入材料屬性，包括彈性模量、泊松比，輸入DCB試樣鋪層順序、幾何尺寸，輸入試驗測得的DCB試樣的P-δ數據；
(C2)根據輸入的試驗測得的P-δ數據，利用柔度標定法確定每一對P-δ數據對應的試樣分層長度a，進而得到當前分層長度對應的能量釋放率GIc以及初始裂尖張開位移δ*；
(C3)輸出上述結果并繪制結果圖，包括GIc-a曲線以及GIc-δ*曲線；
步驟D，建立GIc與δ*之間的關系，進而得到橋聯律σg(δ*)，實現過程是：對GIc-δ*曲線進行樣條曲線擬合，將斷裂韌度數據GIc和初始分層位置處張開位移δ*的數據，代入如下式所示的中心差分形式的數值微分公式：
其中，和分別表示初始分層位置處張開位移為和下的能量釋放率，Δδ*表示初始分層位置處張開位移增量。
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