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摘要
复合材料疲劳性能是警用设备结构的关键设计参数,对设备的安全使用寿命及其重要,为此提出一种警用复合材料疲劳寿命预测方法。考虑界面脱粘表面应力的摩擦力对复合材料表面力学性能影响,获得损伤-摩擦界面本构模型,明确界面应力传递和破坏原理;使用四步间歇运动建立材料编织预制件拓扑结构,把纱线分割成若干个小段,采用各段纱线截面内点坐标获得全部纱线空间坐标,创建复合材料单胞细观结构有限元模型;将改进型Hashin疲劳失效原则作为纤维束失效判断标准,结合疲劳残留刚度与强度测量数据,得到不同纤维体积分量的纵向及表面剪切疲劳残留刚度、强度模型,运用ABAQUS有限元分析平台完成复合材料疲劳性能分析。仿真结果表明,该方法有效展现高温摩擦对复合材料疲劳性能的直接影响,对未来警用复合材料的界面性能优化设计提供有益参考。
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单位上海公安学院
