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A multiscale progressive failure analysis method for composite laminates
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AI
DOI：10.1016/j.mtcomm.2025.114262.png)
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摘要
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本文提出了一种结合FE2方法与K-means++聚类算法的新型交互式多尺度方法，用于复合层合板的渐进失效分析。该多尺度计算框架基于均质化理论、渐进失效分析方法以及K-means++聚类算法建立。通过集成包含损伤起始准则、损伤演化规律和本构模型的多尺度渐进损伤模型，开发了并实现了多尺度渐进失效分析方法。该方法兼具良好的计算精度和可接受的计算效率，同时考虑了微观层内纤维与基体损伤模式以及宏观层间分层损伤模式。在受拉伸载荷的带缺口复合层合板宏观载荷-位移响应及多尺度失效机制方面，数值结果与实验结果吻合良好。模拟结果与实验结果的最大相对偏差为3.19%，证明了所开发的多尺度渐进失效分析方法的有效性。K-means++聚类算法中的K值对模拟结果影响较小，但对计算时间影响显著。从模拟结果来看，基体损伤首先依次在45°、90°和0°铺层缺口中心区域起始；同时，层间分层损伤首先起始并主要在45°/0°界面处传播。最终失效主要受0°铺层内纤维损伤的起始与扩展控制。
期刊
IF:
4.5
论文数:
1.6W
被引数:
3.7W
机构
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