力学大会2015集Sun Chen单参量塑性模型的参数确定方法

dp2d/ Sun和Chen单参量塑性模型参数和等效应力-等效塑性应变主曲线可通过偏轴拉伸试验确2x轴为单向加载方向，1轴为纤维方向，两者夹角为，材料主轴方向应力分量可用载荷应力x分别表示(11,22,12)T(cos2,sin2,sincos)Th()xpp/h(x

式中h(为角度函数，可表示

3[(sin

42asin2cos2 所给定材料在单调拉伸作用下的p关系是不变的，与偏轴角度无关，通过选择合适的模型参a66来实现。基于以上参数试取法的思路，本文根据传统优化算法利用编制等效应力-最优模型参数。具体流程如图3所示，该优化算法避免了参数试取的繁琐过程。图1单向板偏轴拉伸试验尺寸示意 图2优化试取法 pAn,pC A、Cn为材料塑性参数，可通过试验取得。A h(对于不同偏轴角度，对应的参数Cn可由式（8-b）

lgplgC

2 22a66An1sin2(12a66)An1sin4 3

3sin42a66sin2cos3sin42a66sin2cos22cos4 24X S X )cos2Yb X、YS分别为轴向、横向和面内剪切强度。对上式求极值，得产生最大b的偏轴角度。的等效应力-偏轴角度曲线。对应不同的模型参数a66，始终存在某一偏轴角度115°左右使X=X=1600MPaY=60MPaS=85MPaa66=a66=a66=a66=EffectiveEffectivestress

EffectiveEffectivestress Off-axisangle

Off-axisangle1 / 1//

/

/// 30

1/ Off-axisangle/IM600/Q133组成的预浸布，纤维体积分数为55%。通过热压罐工艺成12层单向板，分别按偏0°、15°、30°、45°90°切割。T300/790158%~62%。通过真空热压机模压工艺成12层单向板，分别按偏轴角度0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°切割。试件均切割成长200mm20mm，厚度约为1.8mm试样，如图1所示。直贴上纵向和横向的应变片。表1列出了IM600/Q133T300/7901两种复合材料的弹性参数。E1E1E2G12

Elastic表2列出了本文15°和45°优化试取法和优化求解法、Sun-Chen传统试取法确定的两种复合材料的模型参数和材料塑性参数。采用本文优化方法与Sun-Chen传统试取法确定的模型参数基本一致。图5所示为15°和45°优化方法确定的材料塑性参数表征的主曲线与Sun-Chen传不AnSun-Chen传统试取8E-15°,454.17E-15°,455.22E-Sun-Chen传统试取2.33E-15°,454.7E-15°,451.42E-Effectivestress/Effectivestress/resstive15°,45°优化试15°,45°优化求解0 0 Effectivesticstrain/

0 Effecivesticstrain/5T300/7901IM600/Q133两种碳纤维/环氧复合材料的偏轴拉伸试验对两方1545°偏轴拉伸数据即可保证所确定的模型参数JournalofCompositeMaterials,1989,23(10):1009-1020.朱亮,.拉压性能不同纤维增强复合材料的非线性本构模型[J].复合材料学报,2013(3):184-WinnVM,SridharanS.Aninvestigationintotheaccuracyofaone-parameternonlinearmodelforunidirectionalcomposites[J].Journalofcompositematerials,2001,35(16):1491-1507.ofgrainassemblies[J].MechanicsofCohesive-frictionalMaterials,1999,4(5):461-486. ,邵龙潭,熊保林.确定亚塑性模型参数n,hs的一种改进方法[J].岩土工程学报,2006, ,聂景旭.粘塑性损伤统一本构模型中材料常数的一种确定方法[J].航空动力学报,2003,388-THEDETERMINATIONOFPARAMETERINSUN-CHEN’SONESTICITYWANGJie,GUOQi,XIAOInthedescriptionofnonlinearresponseoffiber-reindcomposites,Sun-Chen’soneparametersticitymodelisthesimplestone,includingasingleparameterthatindicatesmaterialsticity.Thisstudyfocusontwomethodsfordeterminationofthemodelparameter.Forthetraditionaltrialanderrormethod,acomputerprogramisimplementedtoevaluatetheeffectivestress-effectivesticstraincurves.Forthesecondmethod,expressionofthemodelparameterisderivedbasedontheleastsquaretheory.Off-axistensiontestsontwocompositesystem(IM600/Q133,Vf=55%andT300/7901,Vf=65%)wereconducted.Throughcomparisonsofeffectivestress-sticstrainmastercurve,itdemonstratesthepotentialtodeterminemodelparameteraccuraywiththet