基于XFEM法的Ti/TiC疊層復合材料裂紋擴展有限元分析
龍文元; 季松; 汪正飛 南昌航空大學航空制造工程學院; 南昌330063
- 疊層復合材料
- 擴展有限元法
- 斷裂力學
- 裂紋擴展
摘要：基于擴展有限元法(XFEM),模擬研究了Ti/TiC疊層復合材料在一定約束和載荷作用下斷裂時的裂紋擴展行為,并驗證了模擬結(jié)果的準確性和有效性。研究表明,Ti/TiC疊層復合材料表現(xiàn)出逐層斷裂的特性,裂紋呈Z字形路徑擴展。裂紋在擴展過程中,擴展方向會發(fā)生偏轉(zhuǎn),在一定程度上延長其擴展路徑,消耗了大量的斷裂功,從而增強了材料的斷裂韌度,并具有更高的安全性和穩(wěn)定性。載荷達到336.7N時,復合材料在Ti層發(fā)生一次啟裂,其最大主應(yīng)力值為3 048.65MPa,此時復合材料并沒有完全失效。當載荷值為392.5N時,復合材料在TiC層發(fā)生二次啟裂,最大主應(yīng)力值達到4 557.54MPa時,復合材料才開始完全失效。
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特種鑄造及有色合金
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