弹性和塑性系数

要针对上一页中描述的短纤维填充材料使用多量程材料模型,我们必须首先针对存在问题的材料使模型拟合到实验数据集合,来确定模型的系数值。理想情况下,考虑到模型系数的最终拟合,实验数据集合应覆盖材料所展现的行为的整个范围。然而,从实际角度来看,有必要限制必须进行的测试的数量和复杂性。

拉伸

使用当前模型,通过使用三个不同的拉伸测试失效可以获得良好的拟合效果。下图显示了一个此类拉伸测试的集合并包括来自三个不同方向加载的拉伸数据(相对于大部分对齐的材料的平均纤维方向)。拉伸测试包括 0°、45° 和 90° 样本。在每种情况下都会加载样本,直到最终断裂发生。

应力应变

必须确定的模型系数包括四个弹性系数和四个塑性系数。弹性系数包括基体成分的弹性和剪切模量以及纤维成分的弹性和剪切模量。四个塑性系数包括 σ0+n+α+β+

将通过两个步骤执行模型拟合过程。

  1. 四个弹性系数取决于:需要模型准确表示 0°、90° 和 45° 拉伸测试样本(由该三个拉伸测试中的每个的前几个数据点提供)的初始弹性响应。
  2. 调整四个塑性系数以允许模型准确表示所有三个拉伸测试的完整响应记录。

压缩

在压缩情况下,使用三个不同的压缩测试失效或至少远超出载荷下降就可以获得良好的拟合。下图显示了一个此类压缩测试的集合并包含来自三个不同方向加载的压缩数据(相对于大部分对齐的材料的平均纤维方向)。压缩测试包括 0°、45° 和 90° 样本。

3 条曲线

必须确定的模型系数包括四个弹性系数和四个塑性系数。弹性系数包括基体成分的弹性和剪切模量以及纤维成分的弹性和剪切模量。四个塑性系数包括 σ0-n-α-β-

将通过两个步骤执行模型拟合过程。

  1. 四个弹性系数取决于:需要模型准确表示 0°、90° 和 45° 压缩测试样本(由该三个拉伸测试中每个的前几个数据点提供)的初始弹性响应。
  2. 调整四个塑性系数以允许模型准确表示所有三个到达载荷降低点的压缩测试的完整响应记录。在达到载荷降低后,塑性响应会持续演变。