编织复合材料薄壁管吸能特性的数值研究

探索编织复合材料薄壁管轴向压缩吸能特性的数值研究方法，建立预报编织复合材料初始刚度、损伤状态以及损伤累积和变形后刚度的材料模型，并将其应用于编织复合材料薄壁管压溃过程的数值模拟。首先，建立编织复合材料的材料模型，将编织复合材料体积代表单元的纤维束和基体材料离散为多个部分，计算初始刚度和内部应力，根据损伤判据确定各离散部分的损伤状态；重新计算损伤和变形后的刚度，将其应用于计算下一载荷步的应力和损伤状态；从而实现三向编织复合材料初始刚度、损伤状态以及损伤累积和变形后刚度的预报。然后，将材料模型应用于编织复合材料薄壁管压溃过程的数值模拟，分析编织复合材料薄壁管的吸能特性，并进行试验验证。最后，利用数值方法进行更为系统的参数研究，并进行结构参数的优化。本课题属于复合材料力学、损伤力学和计算力学的交叉前沿课题，具有理论深度和难度，又可满足航空航天和汽车安全等领域的迫切需要，因而具有重要的研究价值。