针刺C/C复合材料面内拉伸强度预测

作者：刘文台; 程坤; 周何乐子^*; 白侠; 廖敦明^*; 周华民

来源：复合材料学报, 2023, 40(02): 1142-1153.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220310.001

• 针刺C/C复合材料
• 渐进损伤
• 强度预测
• 有限元法
• 代表性体积单元

为研究针刺碳纤维增强碳基体复合材料(针刺C/C复合材料)面内拉伸强度与渐进损伤，建立了针刺C/C复合材料代表性体积单元有限元模型。模型包含无纬布层、网胎层、针刺纤维束、界面4类子区域，并考虑了孔隙的影响。采用基于应变的破坏准则及指数型损伤演化规律研究无纬布层及针刺纤维束损伤，采用弹塑性本构研究网胎层损伤，采用内聚力牵引分离定律和二次应力破坏准则分析界面损伤。通过两步法计算了孔隙对材料性能的折减效果，并得到上述4个子区域的力学性能，通过ABAQUS UMAT预测了材料的面内拉伸应力-应变曲线及各子区域损伤起始、演化与失效过程，非线性趋势及拉伸强度数值与试验数值吻合较好，验证了该模型有效性。

• 单位
  华中科技大学; 材料成形与模具技术国家重点实验室; 西安航天复合材料研究所