碳纖維增強復合材料的聚類非均勻變換場分析

編號：CYYJ04099

篇名：碳纖維增強復合材料的聚類非均勻變換場分析

作者：江祎楠 陳娟娟 梁利華 許楊劍 鞠曉喆

關鍵詞： 碳纖維增強復合材料 降階模型 多尺度方法 聚類分析 非均勻變換場分析

機構(gòu)： 浙江工業(yè)大學機械工程學院 浙江華云信息科技有限公司

摘要： 碳纖維增強復合材料因其優(yōu)越的力學性能,一直以來是材料科學的研究熱點.常規(guī)的多尺度方法因其巨大的計算量很難對該類材料的研究提供實質(zhì)性幫助.非均勻變換場分析是針對彈塑性多尺度分析十分有效的降階均勻化方法.然而,由該方法推導出的降階模型存在普適性不強,應用門檻較高的缺陷.為此,將非均勻變換場分析法與k-means聚類算法有機結(jié)合起來,提出了改進版降階模型.用戶可以根據(jù)自身需求將細觀本構(gòu)模型嵌入到本文降階框架中,無需再次對降階模型進行獨立推導.基于聚類非均勻變換場分析,揭示材料細觀塑性應變場演化對宏觀響應的影響規(guī)律,對碳纖維增強復合材料力學性能進行預測.算例結(jié)果表明,新降階模型能夠準確地預測復合材料的宏觀力學性能,其相較于傳統(tǒng)有限元計算的加速率可達驚人的103-104量級。