纤维增强复合材料薄壁圆管扭转失效分析

来源：复合材料学报杂志2016年第10期北京时间：

作者：孙伟, 关志东, 黎增山, 蒋思远, 贾云超,

摘要：对碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）薄壁圆管的扭转屈曲、失效载荷和失效模式进行了试验和数值模拟。试验观察圆管在扭矩作用下的3种失效模式，分析了不同失效模式的特征和机理。考虑圆柱壳的初始缺陷和非线性屈曲等因素，利用ABAQUS建立了圆管屈曲和损伤的有限元模型。结果表明：屈曲诱发圆管表面微裂纹的产生和扩展，对圆管的失效有着加速作用；扭转失效过程中圆管层间应力较低，层间分层主要由管壁突然的破坏产生；圆柱壳的初始缺陷对屈曲和失效载荷的模拟影响较大，本文通过对比计算结果和试验数据确定了圆管的初始缺陷系数；损伤模型的数值模拟结果与试验数据相一致，验证了有限元模型的有效性。

关键词：扭转失效, 非线性屈曲, 裂纹扩展, 层间分层, 初始缺陷,