基于Abaqus的复合材料工字梁渐进损伤分析

一  研究对象-E-玻璃纤维复合材料工字梁

二 铺层参数

工字梁铺层参数表1
铺层序列	角度	纤维	备注
1	0°	D155	Flange 材料DD5P，厚度2.9mm
2	+45°	DB120
3	-45°
4	0°	D155
5	0°
6	-45°	DB120
7	+45°
8	0°	D155
粘接层（Adhesive layer） 环氧树脂粘接剂 型号：乐泰EA 9309.2NA, 粘接厚度0.3mm
9	+45°	DB240	I-Beam Web材料CH10；厚度10mm Web Flange材料CH10;厚度5mm.
10	-45°
11	+45°	DB240
12	-45°
13	+45°	DB240
14	-45°

三 复合材料性能参数

五  建模过程

由于本例要进行3D渐进损伤分析，所以建立三维实体模型，每个单层建立一个集 合以进行赋材料属性及赋材料方向。

为了减少计算量，punch和support采用离散刚体模型。

进行渐进损伤分析有静力分析和动力分析两种方法。由于本例的模型单元数量巨大，达20W，静力分析存在收敛性困难及一般小型计算机内存不够计算问题，故采取动力分析的方法。损伤的子程序采用vumat。

复合材料在损伤时会有破坏，为了模拟这种破坏采取单元删除的方法，在网格属性里可进行配置。同时explicit分析要在场输出里勾选上status选项。

还有一点关键在于，我们要模拟的是准静态过程，但此模型的单元数量巨大且不可减少，所以加载过程的时间不能够很长，一般在1s左右，但又要控制系统动能保持准静态，这时候可以采用减小加载体质量的方法，即punch质量设的尽可能小。

工字梁与punch和support的接触可以采用general contact方法。surface to surface方法由于上下面可能会有单元删除造成面的缺失而不可用。

同时，由于这是大跨度梁，中间部分主要受弯矩作用，为了避免沙漏现象故采用非协调单元，这里采用c3d8I单元。

在提交作业时注意附上vumat子程序即可进行计算。这里的vumat子程序是3D hashin损伤的渐进分析，大部分代码与之前所写umat基本相同，局部要进行修改使之符合vumat的程序规范。

六  结果

可观察到腹板中间的分层破坏。