功能梯度材料彈塑性損傷耦合分析.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，由金屬和陶瓷組成的功能梯度材料越來越受到人們的重視。功能梯度材料將金屬的強(qiáng)度高，韌性好與陶瓷的耐高溫、抗腐蝕的優(yōu)點(diǎn)完美的結(jié)合到了一起，很大程度上滿足了人們對材料的要求，因此對功能梯度材料的研究也越來越多。而在力學(xué)方面的多數(shù)的研究采用的是層疊結(jié)構(gòu)，研究的基本內(nèi)容也多數(shù)是斷裂方面。而材料在斷裂失效之前，材料內(nèi)部的塑性損傷往往起著不可忽視的作用。因此本文采用了更加接近材料失效實(shí)際過程的損傷力學(xué)的方法對材料屬性連續(xù)變化功能梯

2、度材料進(jìn)行了分析。
　　有限元軟件ABAQUS功能強(qiáng)大，特別適合處理非線性問題，而且它提供了若干個(gè)用戶子程序接口，允許以代碼的形式對 ABAQUS主程序進(jìn)行擴(kuò)充。對于功能梯度材料 ABAQUS并沒有提供現(xiàn)成的材料屬性，也沒有提供適合本文的損傷本構(gòu)模型。所以本文利用用戶材料子程序 UMAT接口對 ABAQUS有限元軟件進(jìn)行二次開發(fā)。
　　本文首先利用ABAQUS主程序?qū)饘俨牧线M(jìn)行了彈塑性分析，并與UMAT程序?qū)饘購椝苄苑治?/p>

3、的結(jié)果進(jìn)行了比較，分析了UMAT子程序的可行性和可靠性。而后采用了更加實(shí)用的線性強(qiáng)化的塑性分析方法對一定梯度指數(shù)下的功能梯度材料進(jìn)行了應(yīng)力分析，并與層疊結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果進(jìn)行了對比。對于功能梯度材料的彈塑性分析的整個(gè)過程均采用了，先單元后整體的分析過程，確保了分析的準(zhǔn)確性。最后對功能梯度材料進(jìn)行了彈塑性損傷耦合分析，對不同梯度指數(shù)下的損傷程度進(jìn)行了模擬。本文所完成的工作擴(kuò)大了 ABAQUS在有限元分析中的應(yīng)用范圍，并為功能梯度材料的設(shè)計(jì)提供