Hashin破坏准则 — CAE用语解释
Hashin破坏准则
老师,我要用FEM来评估CFRP机翼结构,有人告诉我要用Hashin破坏准则。请问这和Tsai-Wu有什么不同?
定义
请给我讲解一下Hashin破坏准则的基本原理。
Hashin准则最大的特点就是对破坏模式进行区别评估。具体来说,它为以下4种模式各自设置独立的破坏条件:(1)纤维拉伸破坏、(2)纤维压缩破坏、(3)基体拉伸破坏、(4)基体压缩破坏。而Tsai-Wu是把所有的情况汇总到一个公式里,所以就无法区分"到底是哪个模式导致的破坏"。
在实际中,CFRP破坏时通常是哪个模式先出现呢?
通常的过程是这样的:首先出现基体开裂(横向裂纹),然后发展成层间脱层,最后以纤维断裂而导致最终破坏。使用Hashin准则的一大好处就是能逐个追踪各个模式的损伤指数,这样在设计阶段就能提前识别出最危险的模式,这对实际工程非常重要。
在结构分析中的作用
在Abaqus中如何设置Hashin准则呢?
Abaqus内置了基于Hashin准则的损伤启始和损伤演化功能。需要输入的材料参数包括:纤维方向的拉伸、压缩强度,基体方向的拉伸、压缩强度,以及剪切强度。当进一步进行损伤演化分析时,可以通过指定破坏能来再现刚性的逐步衰减,实现渐进式损伤分析。
如果材料参数不齐全怎么办?例如基体压缩强度和剪切强度的数据往往很难获得。
是的,基体压缩强度和剪切强度的试验数据通常比较缺乏,有时会采用经验公式来推算。不过在航空航天领域,通常会参考由NCAMP等公共数据库整理的"材料许用值(Allowables)",这已经成为一般做法。
相关用语
请告诉我Hashin破坏准则的相关用语。
这些都是需要掌握的:
现在我对Tsai-Wu和Hashin的区别有清晰的认识了。破坏模式的可识别性直接关系到设计改进的方向。
你说得完全对。我建议你先从单层板的单轴拉伸开始验证一下Hashin准则的各模式指数。先把单层板的模式行为搞清楚后再进入层板分析,这样理解会更快。
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