题目：复合材料桁条受压渐近失效过程研究

随着复合材料在航空领域的大量使用，寻求可靠的方法研究复合材料结构的失效过程，预测材料性能变化并指导结构设计显得尤为重要。复合材料破坏的过程是渐进累积的，初始的潜在损伤逐渐扩展造成结构的最终失效。本文针对复合材料结构损伤预测，基于已有研究，发展了复合材料渐进失效分析方法。利用不同的失效准则，包括Chang&Lessard失效准则和Hashin失效准则，预测复合材料结构力学性能的失效过程。根据失效准则预测的失效模式，建立了相应的材料退化模型。基于商用有限元软件ABAQUS平台，搭建渐进失效分析模型，并实现对层压复合材料结构从初始加载到最终失效过程的损伤和剩余强度估算。两个基准示例验证了模型的可行性和正确性，矩形层合板失稳分析和开孔层合板逐渐破坏失效分析，仿真结果与文献实验结果吻合较好。针对复合材料桁条进行失稳分析和渐进失效分析，ESDU数据表软件用于失稳载荷的初始估算，计算结果与有限元特征值失稳分析进行比较。利用本文建立的渐进失效模型预测了开孔桁条的逐渐累积损伤破坏过程，包括对损伤扩展规律、损伤模式及最终破坏载荷的估算，并研究了不同失效准则及材料退化模型对损伤估算的影响。针对含金属衬套加强的开孔桁条利用TIE约束研究衬套对桁条力学性能的影响，通过逐渐累积损伤分析表明金属衬套有效地推迟了复合材料初始损伤（第一层失效）的发生。