题目：NiTi复合材料结构低速冲击及疲劳载荷下损伤的数值模拟

由先进航空发动机复合材料机匣普遍存在的低速冲击损伤问题，基于形状记忆合金（SMA）所独有的超弹性（SE）和形状记忆效应（SME），建立了一种新型结构解决这一问题：含NiTi/SMA复合材料结构。

本文基于形状记忆合金的分段线性简化模型，利用ABAQUS有限元软件提供的VUMAT子程序编制了NiTi/SMA形状记忆效应与超弹性本构关系并将其引入到复合材料层板低速冲击模型，建立了含SMA复合材料低速冲击数值模拟方法。通过对模拟结果的对比分析，确定了SMA纤维具有改善复合材料抗冲击性能的作用，并探讨了SMA纤维形状记忆效应与超弹性改善抗冲击性能的有效性。

在冲击响应模型的基础上建立了冲击损伤模型，根据Hashin损伤准则及Cohesive单元编译冲击损伤判定和演化程序，建立含SMA复合材料冲击损伤数值模拟方法，模拟结果表明：SMA具有抗冲击损伤能力。

由于低速冲击损伤不易检测，而机匣结构受到疲劳循环载荷，研究含初始冲击损伤SMA复合材料结构疲劳寿命数值模拟。耦合冲击损伤与疲劳损伤，确定SMA抗疲劳损伤能力。

本文研究结果可用于解决航空发动机复合材料外涵机匣的低速冲击损伤疲劳问题，为应用NiTi合金在铁路、土木工程等领域解决冲击损伤问题提供方案和途径。