复合材料学报

作者：鞠晓喆, 朱加文, 梁利华, 许杨剑,

关键词：石墨烯纳米复合材料, 模型降阶, 均匀化方法, 非线性多尺度分析, 代表性单元体,

对石墨烯纳米复合材料进行三维有限元建模通常需极其精细的网格。在考虑塑性演变的情况下，细观代表性单元体模型的计算效率极其低下。为此，基于非均匀变换场分析理论，提出了石墨烯纳米复合材料的降阶均匀化方法。首先，针对不同加载路径进行预分析，提取细观塑性应变场信息；然后对这些信息进行本征正交分解，从而得到若干个塑性模态，用作降阶模型的基函数；基于宏、细观耗散功的等效原理，导出降阶变量的本构模型。该方法的离线分析部分通过MATLAB编程实现。为了便于工程计算，在线分析部分则由商业有限元软件ABAQUS的UMAT用户子程序接口实现。基于三维算例分析，验证了所提方法的有效性。结果显示，在保证较高精度的前提下，针对三维代表性单元体计算的加速率可达10³~10⁴量级。

来源：2021年第12期

《复合材料学报》期刊编辑部

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