低速冲击下复合材料层合板逐渐损伤分析的高效仿真模型

用广义控制方程弱形式理论中的假设应变法和损伤力学建立一个用于低速横向冲击下复合材料层合板壳三维应力逐渐损伤仿真的新型高效非线性有限元模型。这包括：高精度和高效率且无各种自锁的假设应变固体壳单元（solid shell element）；能表征铺层间粘结层的几何特征和强度特点且带逐渐损伤演化的非线性三维界面元。基于横向冲击下的三维应力状态，推导铺层的耦合损伤和粘结层的脱层起始和扩展的逐渐损伤模型。它包括：能考虑层合板横向拉/压应力与剪应力组合的脱层起始强度准则；以应变为基础的逐渐损伤演化方程和光滑的力学性能参数退化方程；粘结层脱层与铺层基体开裂耦合的损伤模型等。.把本课题所得高效率、高精度非线性应变固体壳单元、三维界面元及逐渐损伤模型与LS-DYNA结合，为复合材料层合板壳的冲击损伤分析、层合板抗冲击优化设计和损伤容限评估提供一个可靠和高效的数值仿真平台。