作者：龙文元; 季松; 汪正飞叠层复合材料扩展有限元法断裂力学裂纹扩展
摘要：基于扩展有限元法(XFEM),模拟研究了Ti/TiC叠层复合材料在一定约束和载荷作用下断裂时的裂纹扩展行为,并验证了模拟结果的准确性和有效性。研究表明,Ti/TiC叠层复合材料表现出逐层断裂的特性,裂纹呈Z字形路径扩展。裂纹在扩展过程中,扩展方向会发生偏转,在一定程度上延长其扩展路径,消耗了大量的断裂功,从而增强了材料的断裂韧度,并具有更高的安全性和稳定性。载荷达到336.7N时,复合材料在Ti层发生一次启裂,其最大主应力值为3 048.65MPa,此时复合材料并没有完全失效。当载荷值为392.5N时,复合材料在TiC层发生二次启裂,最大主应力值达到4 557.54MPa时,复合材料才开始完全失效。
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