功能梯度材料彈塑性損傷耦合分析.pdf

1、隨著科學技術(shù)的進步，由金屬和陶瓷組成的功能梯度材料越來越受到人們的重視。功能梯度材料將金屬的強度高，韌性好與陶瓷的耐高溫、抗腐蝕的優(yōu)點完美的結(jié)合到了一起，很大程度上滿足了人們對材料的要求，因此對功能梯度材料的研究也越來越多。而在力學方面的多數(shù)的研究采用的是層疊結(jié)構(gòu)，研究的基本內(nèi)容也多數(shù)是斷裂方面。而材料在斷裂失效之前，材料內(nèi)部的塑性損傷往往起著不可忽視的作用。因此本文采用了更加接近材料失效實際過程的損傷力學的方法對材料屬性連續(xù)變化功能梯

2、度材料進行了分析。
　　有限元軟件ABAQUS功能強大，特別適合處理非線性問題，而且它提供了若干個用戶子程序接口，允許以代碼的形式對 ABAQUS主程序進行擴充。對于功能梯度材料 ABAQUS并沒有提供現(xiàn)成的材料屬性，也沒有提供適合本文的損傷本構(gòu)模型。所以本文利用用戶材料子程序 UMAT接口對 ABAQUS有限元軟件進行二次開發(fā)。
　　本文首先利用ABAQUS主程序?qū)饘俨牧线M行了彈塑性分析，并與UMAT程序?qū)饘購椝苄苑治?/p>

3、的結(jié)果進行了比較，分析了UMAT子程序的可行性和可靠性。而后采用了更加實用的線性強化的塑性分析方法對一定梯度指數(shù)下的功能梯度材料進行了應力分析，并與層疊結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果進行了對比。對于功能梯度材料的彈塑性分析的整個過程均采用了，先單元后整體的分析過程，確保了分析的準確性。最后對功能梯度材料進行了彈塑性損傷耦合分析，對不同梯度指數(shù)下的損傷程度進行了模擬。本文所完成的工作擴大了 ABAQUS在有限元分析中的應用范圍，并為功能梯度材料的設(shè)計提供