本申请公开了一种复合材料的损伤分析方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：基于轴向应变张量，计算纤维材料轴向方向的等效应变；基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算基体材料横向方向的等效应变；基于所述纤维材料轴向方向的等效应变，计算纤维材料的轴向损伤变量；基于所述基体材料横向方向的等效应变，计算基体材料的横向损伤变量；基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算表征复合材料损伤程度的应力值。适用于对复合材料进行损伤分析。适用于对复合材料进行损伤分析。适用于对复合材料进行损伤分析。
【技术实现步骤摘要】
一种复合材料的损伤分析方法、装置、设备及存储介质
[0001]本申请涉及材料分析
，特别是涉及一种复合材料的损伤分析方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
[0002]固体材料的断裂现象来源于空间上的小尺度的微裂纹、微裂隙、微空洞的演化，当这些缺陷在变形驱动下发展到一定程度时，就产生了宏观可见的断裂，所以有必要对这些小尺度的缺陷状态进行分析。现有技术中，将小尺度的缺陷状态通过统计的方式转化成损伤状态变量，通过对损伤状态变量的演化动力学表征材料的断裂破坏过程。
[0003]随着材料领域的高速发展，复合材料因其优势被广泛使用。复合材料由于在轴向以及横向的刚度和强度均不一样，是一种典型的各向异性材料，所以现有技术中的各向同性连续损伤力学模型无法适用于复合材料的损伤分析。
技术实现思路
[0004]基于上述问题，本申请提供了一种复合材料的损伤分析方法、装置、设备及存储介质，适用于对复合材料展开损伤分析。
[0005]本申请实施例公开了如下技术方案：
[0006]第一方面，本申请提供一种复合材料的损伤分析方法，该方法包括：
[0007]基于轴向应变张量，计算纤维材料轴向方向的等效应变；基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算基体材料横向方向的等效应变；
[0008]基于所述纤维材料轴向方向的等效应变，计算纤维材料的轴向损伤变量；基于所述基体材料横向方向的等效应变，计算基体材料的横向损伤变量；
[0009]基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算表征复合材料损伤程度的应力值。
[0010]可选地，所述基于所述纤维材料轴向方向的等效应变，计算纤维材料的轴向损伤变量；所述基于所述基体材料横向方向的等效应变，计算基体材料的横向损伤变量，包括：
[0011]基于所述纤维材料的轴向方向的等效应变，得到纤维材料的轴向损伤阈值；
[0012]基于所述纤维材料的轴向损伤阈值、损伤起始状态的损伤阈值以及完全损伤状态的损伤阈值，计算纤维材料的轴向损伤变量；
[0013]基于所述基体材料的横向方向的等效应变，得到基体材料的横向损伤阈值；
[0014]基于所述基体材料的横向损伤阈值、损伤起始状态的损伤阈值以及完全损伤状态的损伤阈值，计算基体材料的横向损伤变量。
[0015]可选地，所述基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算表征复合材料损伤程度的应力值，包括：
[0016]基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算复合材料的刚度折损；
[0017]基于所述复合材料的刚度折损与除所述横向应变张量以外的其他应变张量的比值，计算表征复合材料损伤程度的应力值。
[0018]可选地，所述基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算基体材料横向方向的等效应变，包括：
[0019]基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算应变张量的多个本征应变值；
[0020]根据多个所述本征应变值，计算基体材料横向方向的等效应变。
[0021]可选地，所述基于所述纤维材料的轴向方向的等效应变，得到纤维材料的轴向损伤阈值，所述基于所述基体材料的横向方向的等效应变，得到基体材料的横向损伤阈值，包括：
[0022]将所述纤维材料的轴向方向的等效应变与上一时刻纤维材料的轴向损伤阈值的大小进行比较，将二者中较大的值作为纤维材料的轴向损伤阈值；
[0023]将所述基体材料的轴向方向的等效应变与上一时刻基体材料的横向损伤阈值的大小进行比较，将二者中较大的值作为基体材料的横向损伤阈值。
[0024]第二方面，本申请提供一种符合材料的损伤分析装置，该装置包括：
[0025]第一计算模块、第二计算模块以及第三计算模块；
[0026]所述第一计算模块包括第一计算单元以及第二计算单元；所述第一计算单元，用于基于轴向应变张量，计算纤维材料轴向方向的等效应变；所述第二计算单元，用于基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算基体材料横向方向的等效应变；
[0027]所述第二计算模块包括第三计算单元以及第四计算单元；所述第三计算单元，用于基于所述纤维材料轴向方向的等效应变，计算纤维材料的轴向损伤变量；所述第四计算单元，用于基于所述基体材料横向方向的等效应变，计算基体材料的横向损伤变量；
[0028]所述第三计算模块，用于基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算表征复合材料损伤程度的应力值。
[0029]可选地，所述第二计算模块具体用于：
[0030]所述第二计算模块中的第三计算单元，具体用于基于所述纤维材料的轴向方向的等效应变，得到纤维材料的轴向损伤阈值；基于所述纤维材料的轴向损伤阈值、损伤起始状态的损伤阈值以及完全损伤状态的损伤阈值，计算纤维材料的轴向损伤变量；
[0031]所述第二计算模块中的第四计算单元，具体用于基于所述基体材料的横向方向的等效应变，得到基体材料的横向损伤阈值；基于所述基体材料的横向损伤阈值、损伤起始状态的损伤阈值以及完全损伤状态的损伤阈值，计算基体材料的横向损伤变量。
[0032]可选地，所述第三计算模块，具体用于：
[0033]基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算复合材料的刚度折损；
[0034]基于所述复合材料的刚度折损与除所述横向应变张量以外的其他应变张量的比值，计算表征复合材料损伤程度的应力值。
[0035]可选地，所述第一计算模块具体用于：
[0036]基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算应变张量的多个本征应变值；
[0037]根据多个所述本征应变值，计算基体材料横向方向的等效应变。
[0038]第三方面，本申请提供一种计算机设备，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如第一方面任一项所述的复合材料的损伤分析方法。
[0039]第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如第一方面任一项所述的复合材料的损伤分析方法。
[0040]本申请提供一种复合材料的损伤分析方法，首先，基于轴向应变张量，计算纤维材料轴向方向的等效应变；基于除横向应变张量以外的其他应变张量，计算基体材料横向方向的等效应变；其次，基于纤维材料轴向方向的等效应变，计算纤维材料的轴向损伤变量；基于基体材料横向方向的等效应变，计算基体材料的横向损伤变量；最后，基于纤维材料的轴向损伤变量以及基体材料的横向损伤变量，计算表征复合材料损伤程度的应力值。
[0041]采用不同的损伤状态变量分别描述纤维材料与基体材料的损伤状态，使得纤维材料与基体材料的损伤演化可以独立表征，从而为复合材料结构的设计与优化提供数值上的支撑。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合材料的损伤分析方法，其特征在于，所述方法包括：基于轴向应变张量，计算纤维材料轴向方向的等效应变；基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算基体材料横向方向的等效应变；基于所述纤维材料轴向方向的等效应变，计算纤维材料的轴向损伤变量；基于所述基体材料横向方向的等效应变，计算基体材料的横向损伤变量；基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算表征复合材料损伤程度的应力值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述纤维材料轴向方向的等效应变，计算纤维材料的轴向损伤变量；所述基于所述基体材料横向方向的等效应变，计算基体材料的横向损伤变量，包括：基于所述纤维材料的轴向方向的等效应变，得到纤维材料的轴向损伤阈值；基于所述纤维材料的轴向损伤阈值、损伤起始状态的损伤阈值以及完全损伤状态的损伤阈值，计算纤维材料的轴向损伤变量；基于所述基体材料的横向方向的等效应变，得到基体材料的横向损伤阈值；基于所述基体材料的横向损伤阈值、损伤起始状态的损伤阈值以及完全损伤状态的损伤阈值，计算基体材料的横向损伤变量。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算表征复合材料损伤程度的应力值，包括：基于所述纤维材料的轴向损伤变量以及所述基体材料的横向损伤变量，计算复合材料的刚度折损；基于所述复合材料的刚度折损与除所述横向应变张量以外的其他应变张量的比值，计算表征复合材料损伤程度的应力值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算基体材料横向方向的等效应变，包括：基于除所述横向应变张量以外的其他应变张量，计算应变张量的多个本征应变值；根据多个所述本征应变值，计算基体材料横向方向的等效应变。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述纤维材料的轴向方向的等效应变，得到纤维材料的轴向损伤阈值，所述基于所述基体材料的横向方向的等效应变，得到基体材料的横向损伤阈值，包括：将所述纤维材料的轴向方向的等效应变与上一时刻纤维材料的轴向损伤阈值的大小进行比较，将二者中较大的值作为纤维材料的轴向损伤阈值；将所述基体材料的轴向方向的等效应变与上一时刻基体材...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁子峰，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。