线性弹性分析

执行线性弹性分析以便进行比较。

Abaqus 包括三维连续单元（例如 C3D8R），该单元可利用多层复合层。使用明确考虑所有六个应力分量（σ₁₁、σ₂₂、σ₃₃、σ₁₂、σ₁₃、σ₂₃）的连续单元，可确保材料失效准则可以利用传统或连续壳单元中忽略的（或仅近似的）横向应力分量（σ₃₃、σ₁₃、σ₂₃）。若要展现明确考虑横向应力分量的重要性，可执行简单的线性弹性分析，以便可以比较平面内幅值和模型的最高应力区域中的横向应力分量。

模型

EP1_linear_elastic_solid.inp

• 单元类型：C3D8R
• 厚度方向上的网格密度：
  • 复合覆面板：1 个单元
  • 泡沫型芯：1 个单元

结果

下图显示了复合圆锥检修门左上角附近的外部表面层中点的应力状态。纤维成分失效准则取决于三个应力分量（σ₁₁、σ₁₂、σ₁₃）。经过进一步检查发现，相较于平面内应力，横向剪切应力 (σ₁₃) 可以忽略不计（例如，σ₁₃ 仅为 σ₁₁ 的 0.1%）。这表示横向应力不会对纤维失效产生显著影响。另一方面，基体成分失效受所有六个应力分量驱动。通过将平面外应力（σ₃₃、σ₁₃、σ₂₃）的幅值与平面内应力（σ₂₂、σ₁₂）的幅值进行比较，我们可以看到平面外应力会对基体失效准则产生显著影响。为了准确预测结构中的失效，必须正确捕获基体失效，因为在出现基体失效后，基体成分刚度会降低，并且应力重分布会导致纤维中应力的增加。

由于在大型复合结构的某些区域中横向应力是不可忽略的，因此建议尽可能使用实体单元。将在后面演示将实体单元与连续壳单元进行比较这一情形（渐进式失效响应上的单元类型效应）。