《表1 T700/3234材料力学参数》

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《复合材料裂纹板的实体单元lamb波分析》

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在实际检测中，通常由PZT压电传感器激励产生lamb波，用PZT压电传感器或FBG光纤光栅传感器接收lamb波，然后利用非接触激光测振仪、光接收器等机器结合损伤成像算法对板中损伤做出具体分析[6]。因此，需要对lamb波在板中的传播作出分析。选用ABAQUS作为显式动力学的分析软件，复合材料选用T700/3234[7]（材料力学参数见表1），密度为1.52g/cm3，模型尺寸为200 mm×200mm×2mm，在板的中心拉2mm×0.2mm的槽，在板表面（-190，190）处模拟PZT压电传感器施加集中力，输入载荷时选用表格的形式，将MATLAB仿真得出的数据输入到表格里，激励产生lamb波，在板表面（190，-190）处模拟传感器接收lamb波的信号。在历史输出中，监测U1、U2、U3等3个方向的位移曲线。由于壳单元没有考虑沿厚度方向上的应力，因此选用3D实体单元的网格类型，调用VUMAT子程序定义材料的本构关系[8]进行求解，材料模型为Engineering constant，截面属性为solid、homogeneous，网格类型为3D实体单元，单元铺层数为单层。厚度方向网格设为两层，平面上都按1mm布置种子，槽周围进行网格加密。在VUMAT子程序中，失效判据选用Hashin 3D。Hashin 3D失效判据充分考虑交变载荷产生的疲劳破坏对构件的影响，通过单元的畸变度控制单元的删除。当最大主应变为1、最小主应变为-0.8时，认为单元的畸变较为严重，自动删除单元。由于lamb波在板中传播时会有能量的衰减，因此在VUMAT子程序中设置一个较小的阻尼系数，计算能量的衰减。