摘 要: | 提出了一种用于模拟带基体裂纹损伤的陶瓷基复合材料(CMC)杆动力学响应的多尺度方法。在宏观尺度采用有限元法模拟CMC杆的动力学响应。在细观尺度,采用多尺度力学模型计算材料的应力应变响应。建立了分布式计算系统加速模拟过程。通过算例分析计算了Nicalon/CAS-Ⅱ杆在轴向简谐载荷下的动力学响应。结果表明CMC在拉伸和压缩载荷下的应力应变响应都表现出明显的非线性特征。这导致CMC杆在简谐载荷作用下的动力学响应与弹性杆不同:(1)CMC杆的位移响应不再关于u=0对称;(2)由于非线性阻尼的作用,当外载荷频率达到一阶固有频率时,如果外载荷的幅值不是太大,CMC杆的位移响应被限制在一定的范围内,而不产生发散;(3)减小基体裂纹间距会增加杆的位移响应幅值。
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