《表2 纤维束组分材料性能参数[21]》

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《基于渐进均匀化的平纹编织复合材料低速冲击多尺度方法》

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采用文献[21]提供的E-玻璃纤维和树脂基体的性能参数作为微观尺度计算的输入参数，如表2所示.通过对微观尺度单胞施加周期性边界条件，进行不同载荷下的渐进损伤模拟，图6给出了渐进损伤扩展云图，仿真所得的应力–应变曲线见图7，其中纤维束的弹性模量和强度分别由曲线的初始斜率和峰值应力决定.表3给出了有限元模拟得到的纤维束性能参数与利用Chamis细观力学公式[30]计算的结果对比情况，从表中可以看出，两者的最大偏差不超过15%，表明了数值计算结果的合理性.如图6所示，纵向拉伸时纤维丝最先发生损伤，并引起整体材料的破坏；纤维束的横向拉伸破坏主要是由于基体开裂引起的，而纤维丝在失效过程中一直保持完好；纤维束的剪切损伤最先发生在基纤界面处，随着载荷的增大向基体其他部分扩展.从图7可以看出，纵向拉伸和压缩曲线从加载到破坏一直呈线性，并最终由于纤维丝的轴向断裂引发失效；而预测得到的纤维束横向性能远远低于纵向性能，这是因为横向加载时纤维丝不再作为主承载组分.