LaRC05准则:NASA兰利中心的复合材料强度新理论

LaRC05准则是NASA兰利研究中心关于复合材料强度计算的新理论。其吸收了Puck准则中关于基体失效的预测方法,并提出Kinking模型来描述纤维压缩失效的起始还考虑了就位强度、材料非线性等复杂问题近年来受到广泛关注。



纤维拉伸失效

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LaRC05准则是NASA兰利研究中心关于复合材料强度计算的新理论的图2



纤维压缩破坏

LaRC05准则是NASA兰利研究中心关于复合材料强度计算的新理论的图3

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基体失效

LaRC05准则是NASA兰利研究中心关于复合材料强度计算的新理论的图5

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LaRC05准则是NASA兰利研究中心关于复合材料强度计算的新理论的图7

Abaqus从2017版本开始,内置了UVARM和DMGINI两种子程序供用户调用。UVARM子程序需要以“ABQ_LARC05_DMGCRT”作为材料名的前缀,可以用来评估是否满足LaRC05强度指标;DMGINI子程序需要以“ABQ_LARC05_DMGINI”作为材料名前缀,可以结合XFEM来分析裂纹萌生和扩展。



材料参数设置

#SymbolDescription
1E11纵向杨氏模量
2E22横向杨氏模量
E33E33=E22 for transverse isotropic lamina
3ν12泊松比
ν13Poisson’s ratio (ν13=ν12 for transverse isotropic lamina)
4ν23泊松比
5G12面内剪切模量
G23Transverse shear modulus 2-3 plane (G23=E22/2(1+ ν23) for transverse isotropic lamina)
G13In plane shear modulus 1-3 plane (g13=g12 for transverse isotropic lamina)
6XT纵向拉伸强度
7XC纵向压缩强度
8YT横向拉伸强度
9YC横向压缩强度
10SL面内剪切强度
11α0压缩断裂角 (default=53˚)
12φ0压缩破坏偏折角
13ST横向剪切强度
14ηL纵向剪切摩擦系数
15ηT横向剪切摩擦系数

在abaqus中可以通过修改关键字来进行模型设置

UVARM设置

*Material, name=ABQ_LARC05_DMGCRT_Material-1 *Elastic, type=ENGINEERING CONSTANTS 171420., 9080., 9080., 0.32, 0.32, 0.32, 5290., 5290. 3026., *USER OUTPUT VARIABLES,PROPERTIES=15 4, **E11, E22, ν12, ν23, G12, XT, XC, YT 171420., 9080., 0.32, 0.5, 5290., 2326.2, 1200.1, 62.3 ** YC, SL, α0, φ0, ST, ηL, ηT 199.8, 92.3, 53., 2.544, 101.2, 0.082, 0.29,

DMGINI设置

*Material, name=ABQ_LARC05_DMGINI_Material-1 *Depvar, delete=16 16, *Elastic, type=ENGINEERING CONSTANTS 171420.,9080.,9080., 0.32, 0.32, 0.32,5290.,5290. 3026., *DAMAGE INITIATION, CRITERION=USER, FAILURE MECHANISMS=4,PROPERTIES=15,tol=0.1 **E11, E22, ν12, ν23, G12, XT, XC, YT 171420., 9080., 0.32, 0.5, 5290., 2326.2, 1200.1, 62.3 ** YC, SL, α0, φ0, ST, ηL, ηT 199.8, 92.3, 53., 2.544, 101.2, 0.082, 0.29, *DAMAGE EVOLUTION,FAILURE INDEX=1,TYPE=ENERGY, mixed mode behavior=BK, power=2. ** Γb ,ΓT ,ΓL 0.25, 0.5, 0.5 *DAMAGE EVOLUTION,FAILURE INDEX=2,TYPE=ENERGY ** ΓKINK 100. *DAMAGE EVOLUTION,FAILURE INDEX=3,TYPE=ENERGY ** ΓSPLIT 50. *DAMAGE EVOLUTION,FAILURE INDEX=4,TYPE=ENERGY ** ΓFT 80.

输出变量的含义

UVARM子程序
SymbolDescription
UVARM1基体损伤系数
UVARM2纤维拐折损伤系数
UVARM3纤维分裂损伤系数
UVARM4纤维拉伸损伤系数
DMGINI子程序
SymbolDescription
SDV8基体损伤系数
SDV9纤维拐折损伤系数
SDV10纤维分裂损伤系数
SDV11纤维拉伸损伤系数
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LaRC05准则是NASA兰利研究中心关于复合材料强度计算的新理论的图9


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