附录 A.13 - 渐进式失效分析类型

PFTYPE 字段激活或取消激活 Helius PFA 渐进式失效分析功能。如果渐进式失效功能处于激活状态,Helius PFA 将经常评估基体失效准则和纤维失效准则,以确定是否有一个成分材料已失效。每个成分失效准则均基于相应的成分平均应力状态。根据该特定讨论的目的,我们假定失效前非线性已取消激活。如果两个成分中的一个或这两个都失效,则失效基体和失效纤维的刚度将分别降低至 MPSTIF/MDE 和 FPSTIF/FDE 字段中指定的值。然后,Helius PFA 将基于每个成分材料的当前状态(失效或未失效)计算当前复合材料平均刚度。

PFTYPE 字段值有不同的含义,具体视材料的微观结构而定。

单向微观结构:值 1 将激活渐进式失效分析功能,而值 0 将取消激活渐进式失效分析功能。

织物微观结构:值 0 将取消激活渐进式失效功能。值 1 将激活渐进式失效功能,并使用材料数据文件中的基体和纤维退化级别来计算失效材料特性。值 2 将激活渐进式失效功能,并使用由 MPSTIF/MDE 和 FPSTIF/FDE 字段指定的基体和纤维退化级别来计算失效材料特性。如果选择值 2,每个织物材料将添加大约 45 至 60 秒的预处理时间。如果值为 1,将不添加预处理期间的运行时间,因为失效材料特性(在材料创建期间在 Composite Material Manager 中指定的基体和纤维退化级别)已存储在材料文件中。

渐进式失效分析功能是产品的非线性多量程本构关系的基础组成部分。由 PFA 损坏状态变量假定的离散值会有所不同,具体取决于基础复合材料的微观结构和调用的其他形式的材料非线性。PFA 损坏状态的允许离散值的完整列表将在附录 B 中提供。

下图显示了 [0°/ ±45°]s 单向复合板,该复合板已使用渐进式失效分析功能进行分析。该图显示了 PFA 损坏状态变量的等值线图,表示 0° 层的复合材料损坏状态。蓝色区域表示具有未失效成分的复合材料(PFA 损坏状态 = 1),绿色区域表示具有失效基体成分的复合材料(PFA 损坏状态 = 2),而红色区域表示具有失效基体和失效纤维成分的复合材料(PFA 损坏状态 = 3)。

注: 可能的复合材料离散损坏状态数取决于复合材料的类型(单向或织物)和使用的特定的材料非线性功能集。在任何给定的情况下,每个离散复合材料损坏状态及其关联值的描述都将写入摘要文件 (*.mct) 中,该文件是在分析的预处理阶段创建的。另请参见附录 B,其中介绍了任何情况下任何复合材料可以假定的所有离散损坏状态。

有关渐进式失效分析功能的更多信息,请参见理论手册

总之,如果渐进式失效处于激活状态,则在损坏预测时单元刚度将缩减。如果渐进式失效处于取消激活状态,则在整个分析过程中单元刚度将保持不变。