压缩载荷下非对称变厚度复合材料层合板性能研究

对非对称结构形式的变厚度复合材料层合板在准静态压缩载荷下的失效机理进行了试验和数值研究。在ABAQUS/Explicit中建立全新的三维有限元模型（Finite element model, FEM），其中Hashin准则用于复合材料层合板渐进失效分析，内聚力建模用于模拟分层的萌生和扩展。根据试验得到的应变数据分析，不连续的中性轴使层合板中产生弯矩，这些弯矩与轴向压缩载荷相互耦合，共同作用在层合板上。有限元结果表明，在薄段和变厚度段的交界处存在明显的应力集中，且薄段的应力大于厚段的应力。在交界处，发生了分层以及纤维和基体的压缩损伤，这与试验的结果一致。FEM预测的极限荷载比试验测得的平均极限荷载小10.7%，证明了模型的可行性和合理性。