文件综述 复合材料含孔结构疲劳分析
复合材料结构的疲劳性能分析
复合材料结构的疲劳性能分析复合材料是一种由两种或两种以上的材料复合而成的材料，具有很好的物理、化学性能以及机械性能，因此被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
然而，复合材料的疲劳性能一直是一个关注的焦点问题。
本文将从复合材料的组成结构、疲劳破坏机制以及疲劳寿命预测等方面对复合材料的疲劳性能进行分析。
首先，复合材料的疲劳性能与其组成结构密切相关。
复合材料通常由纤维增强体和基体组成。
纤维增强体可以是碳纤维、玻璃纤维等，而基体则可以是树脂、金属等。
纤维增强体的方向性和体积分数对复合材料的疲劳性能有着重要的影响。
一般来说，纤维增强体的方向与加载方向垂直时，复合材料的强度和刚度较高；而纤维增强体的方向与加载方向平行时，复合材料的疲劳性能较好。
此外，纤维增强体的体积分数越高，复合材料的强度和刚度也就越高。
因此，在设计复合材料的结构时，应考虑纤维增强体方向和体积分数的选择，以提高复合材料的疲劳性能。
其次，复合材料的疲劳破坏机制是影响其疲劳性能的重要因素之一。
复合材料的疲劳破坏可以分为纤维破裂疲劳和基质破裂疲劳两种情况。
纤维破裂疲劳主要是由于纤维断裂引起的，而基质破裂疲劳则是由于基质中的微裂纹逐渐扩展导致的。
在实际应用中，为了提高复合材料的疲劳性能，可采取一些措施，如选择纤维的合适强度和刚度，增加基质的韧性等。
最后，预测复合材料的疲劳寿命是保证其安全可靠使用的关键。
目前，预测复合材料的疲劳寿命主要采用振动、疲劳试验和有限元分析等方法。
通过振动试验，可以获取复合材料在不同载荷下的保偏频率和阻尼比等参数，进而得到其应力-振动幅度周期关系曲线；通过疲劳试验，可以获得复合材料在不同循环加载下的应力变形曲线，从而分析其疲劳破坏机制；而有限元分析则可以模拟复合材料在不同载荷下的应力分布，进一步预测其疲劳寿命。
当然，这些方法都需要依赖于大量的实验数据和精确的材料模型，因此还需要不断地改进和完善。
综上所述，复合材料的疲劳性能是一个复杂而重要的问题。
复合材料的疲劳行为与失效分析
复合材料的疲劳行为与失效分析复合材料这玩意儿，在咱们生活里那可是越来越常见啦！比如说，飞机翅膀、汽车零件，甚至一些高级的体育器材里都有它们的身影。
那今天咱们就来好好聊聊复合材料的疲劳行为与失效分析。
我记得有一次，我去参观一家制造飞机零部件的工厂。
在那里，我看到了一堆正在加工的复合材料部件。
那时候我就在想，这些看起来轻巧又坚固的材料，到底能承受多大的压力和使用次数呢？这就引出了咱们今天的话题——复合材料的疲劳行为。
啥叫疲劳行为呢？简单说，就是材料在反复受到力的作用后，性能逐渐下降的情况。
就好比咱们人，天天加班熬夜，身体也会吃不消，对吧？复合材料也是这样。
比如说碳纤维增强复合材料，它一开始可能性能超级棒，强度高、重量轻。
但要是不停地受到拉伸、压缩、弯曲这些力的折腾，时间一长，它内部的纤维和基体之间的结合就可能会出现问题，从而导致整个材料的性能下降。
那复合材料为啥会疲劳呢？这原因可多了去了。
首先，材料内部本身可能就存在一些小缺陷，像微小的裂纹、空洞啥的。
这些小毛病平时可能没啥大影响，但在反复受力的过程中，就会慢慢扩大，最终导致材料失效。
其次，外界的环境因素也会捣乱。
温度的变化、湿度的高低，都可能让复合材料变得脆弱。
再来说说失效分析。
这就像是给复合材料“看病”，找出它到底为啥不行了。
失效的形式也是五花八门。
有的是突然一下子就断了，这叫脆性断裂；有的是慢慢变形，最后没法用了，这叫塑性失效。
比如说，有个用复合材料做的自行车车架。
一开始骑起来那叫一个轻快稳当。
但是经过长时间的颠簸和震动，车架的某个部位可能就出现了细小的裂缝。
如果不及时发现，这裂缝会越来越大，直到有一天，在你骑车的时候，“咔嚓”一声，车架断了，那可就危险啦！所以，对复合材料进行失效分析，提前发现问题，是非常重要的。
在失效分析的时候，科学家们会用各种各样的方法和工具。
像显微镜，可以让我们看到材料内部微小的结构变化；还有各种力学测试设备，能测出材料在受力时的反应。
复合材料的疲劳失效分析
复合材料的疲劳失效分析疲劳失效是复合材料工程中一个非常重要的问题，它直接影响到材料和结构的可靠性和寿命。
复合材料具有较好的强度和刚性，但由于其异质性和复杂的微观结构，容易受到疲劳破坏的影响。
因此，进行复合材料的疲劳失效分析对于材料和结构的设计以及使用和维护具有重要的意义。
1. 疲劳失效的定义和特点疲劳失效是指材料或结构在交变载荷作用下，由于应力循环的反复作用，导致材料或结构在经历一定循环次数后发生永久变形或破坏的现象。
复合材料的疲劳失效具有以下几个特点：- 疲劳失效往往发生在应力水平远低于材料静态强度的情况下。
- 疲劳失效的破坏是由于微观缺陷在应力作用下逐渐扩展形成裂纹并扩展导致的。
- 复合材料的疲劳性能受到多种因素的影响，如材料的成分、结构、制备工艺等。
2. 疲劳失效的机理复合材料的疲劳失效机理主要涉及到两个方面：- 微观层面：复合材料中的纤维和基体之间存在着界面，界面强度较低，容易发生失效。
在疲劳载荷的作用下，界面处产生应力集中，从而引发微裂纹的形成和扩展。
- 组织层面：复合材料中的纤维方向和层压层面的剪切层间力会导致疲劳失效，其疲劳裂纹的形成和扩展路径不同于金属材料。
3. 疲劳失效的评估方法为了评估复合材料的疲劳性能和预测其寿命，常用的方法包括实验测试和数值分析。
实验测试：通过设计合适的实验方案，可以获取材料在不同载荷水平、载荷频率和环境条件下的疲劳性能数据。
实验方法主要包括疲劳试验、疲劳寿命曲线绘制和断口分析等。
数值分析：借助计算机模拟技术，可以通过建立复合材料的数学模型和材料参数，对材料在不同载荷作用下的疲劳性能进行分析和预测。
常用的数值方法包括有限元分析、断裂力学方法等。
4. 疲劳失效分析的影响因素复合材料的疲劳失效受到多种因素的影响：- 材料因素：包括纤维类型、基体材料、界面性能、纤维含量等。
- 结构因素：包括层压层数、层间厚度、叠层方式等。
- 成型工艺：包括固化温度、固化时间、压力等。
先进复合材料的疲劳行为研究
先进复合材料的疲劳行为研究先进复合材料在现代工程领域中的应用越来越广泛，从航空航天到汽车制造，从体育器材到医疗器械，几乎无处不在。
这些材料凭借其优异的性能，如高强度、高刚度、轻质等，为各种产品带来了革命性的变化。
然而，就像人会感到疲劳一样，先进复合材料在长期使用和反复加载的情况下，也会出现疲劳现象。
这可不是个小问题，它可能会影响到产品的安全性和可靠性，所以对先进复合材料疲劳行为的研究就显得至关重要啦。
我还记得有一次去参观一家飞机制造厂，那场面真是壮观！一架架飞机整齐地排列在厂房里，工人们忙碌地进行着组装和调试。
我好奇地凑近一架正在制造中的飞机机身，发现它大量采用了先进复合材料。
当时我就想，这些材料要承受飞行时的各种力和环境变化，它们能一直保持良好状态吗？要搞清楚先进复合材料的疲劳行为，咱们得先了解一下什么是疲劳。
简单来说，就是材料在反复加载和卸载的过程中，性能逐渐下降，最终可能导致失效。
这就好比你反复折一根铁丝，折着折着它就断了。
先进复合材料的疲劳行为可比铁丝复杂多了，因为它们往往由多种成分组成，结构也更加复杂。
在研究中，科学家们会通过各种实验手段来模拟材料的使用环境和受力情况。
比如说，有一种叫做疲劳试验机的设备，可以对材料进行成千上万次的加载和卸载，然后观察材料的变化。
还有一些先进的检测技术，像超声波检测、X 射线检测等，可以帮助我们看到材料内部的微观结构变化，就好像给材料做了个“CT 扫描”。
另外，研究人员还会从材料的成分、制造工艺、微观结构等方面入手，试图找到影响疲劳行为的关键因素。
比如说，纤维和基体之间的界面结合强度、纤维的排列方式、材料中的缺陷等，都可能对疲劳性能产生重要影响。
我曾经看到过一个关于先进复合材料疲劳实验的视频，那可真是让人印象深刻。
实验中的材料样本被固定在试验机上，然后机器开始有规律地施加力。
一开始，材料看起来没什么变化，但随着加载次数的增加，你能看到材料表面逐渐出现了一些细微的裂纹。
复合材料的疲劳特性与失效分析
复合材料的疲劳特性与失效分析复合材料在现代工程领域中的应用越来越广泛，从航空航天到汽车制造，从体育器材到医疗器械，到处都能看到它们的身影。
但你知道吗？复合材料也有自己的“小脾气”，其中疲劳特性和失效分析就是两个很关键的方面。
先来说说复合材料的疲劳特性。
就拿我之前看到的一个例子来说吧，有一家自行车厂，他们为了让自行车更轻、更强，使用了碳纤维增强复合材料来制造车架。
一开始，这些自行车在各种路况下都表现得非常出色，骑手们都赞不绝口。
然而，经过一段时间的高强度使用后，问题出现了。
一些车架在关键部位出现了细微的裂纹，这可把厂家急坏了。
这其实就是复合材料疲劳特性的一种表现。
复合材料不像传统的金属材料，它们在承受反复的载荷作用时，内部的损伤累积方式比较复杂。
比如说，纤维和基体之间的界面可能会逐渐弱化，微小的缺陷会慢慢扩展。
这就像是一个隐藏在暗处的“敌人”，悄悄地侵蚀着复合材料的性能。
再来讲讲失效分析。
有一次，我去参观一家飞机维修厂，正好看到一架飞机的机翼复合材料部件需要维修。
维修师傅拿着各种检测设备，仔细地检查着每一处可能存在的问题。
他们通过超声波检测、X 射线检测等手段，试图找出导致部件失效的根源。
失效分析可不是一件简单的事情。
有时候，复合材料的失效可能是由于制造过程中的缺陷，比如纤维分布不均匀；有时候可能是因为使用环境太恶劣，比如高温、高湿度；还有的时候，可能是设计不合理，导致应力集中在某些部位。
比如说，在一些风力发电叶片中，如果叶片的形状设计不合理，在强风作用下，就容易出现疲劳失效。
叶片表面可能会出现分层、开裂等问题，严重影响发电效率和安全性。
为了更好地了解复合材料的疲劳特性和失效模式，科研人员们可是费了不少心思。
他们通过大量的实验和模拟，试图找出其中的规律。
就像解谜一样，一点点地揭开复合材料的神秘面纱。
在实际应用中，工程师们需要综合考虑复合材料的疲劳特性和失效分析结果，来进行合理的设计和维护。
比如说，在汽车发动机部件中，如果使用了复合材料，就需要根据其疲劳寿命来确定更换周期，以保证车辆的安全运行。
复合材料疲劳
复合材料疲劳复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛的应用。
然而，复合材料在长期使用过程中会受到疲劳损伤的影响，这对其使用安全性提出了挑战。
本文将对复合材料疲劳问题进行探讨。
首先，复合材料疲劳的机理是由于在受到交变载荷作用下，材料内部会产生微观裂纹，随着载荷循环次数的增加，这些微观裂纹会逐渐扩展并最终导致材料的破坏。
因此，疲劳寿命是评估复合材料抗疲劳性能的重要指标，也是制定使用寿命的依据。
其次，影响复合材料疲劳性能的因素有很多，其中包括材料的类型、纤维和基体的界面结合情况、制备工艺、应力水平、温度等。
不同类型的复合材料在疲劳性能上会有所差异，而纤维和基体的结合情况直接影响了材料的抗疲劳能力。
此外，制备工艺的不同也会对复合材料的疲劳寿命产生影响，因此需要在制备过程中加强质量控制。
而应力水平和温度则是直接影响复合材料疲劳性能的重要因素，高应力和高温环境下，复合材料的疲劳寿命会显著下降。
针对复合材料疲劳问题，科研人员提出了许多改进方法，包括表面涂层、纤维增强、热处理等。
表面涂层可以有效地阻止裂纹的扩展，提高复合材料的抗疲劳性能；纤维增强则可以增加复合材料的强度和韧性，延长其使用寿命；热处理可以改善材料的内部结构，减少微观缺陷，提高其抗疲劳能力。
总的来说，复合材料疲劳是影响其使用寿命和安全性的重要问题，需要引起重视。
科研人员和工程师们需要不断地探索改进方法，提高复合材料的抗疲劳性能，以确保其在各个领域的安全可靠应用。
同时，对于复合材料的设计、制备、使用过程中需要严格控制各种因素，以减少疲劳损伤的发生，延长其使用寿命。
希望未来能够有更多的研究成果和技术突破，为复合材料的疲劳问题提供更好的解决方案。
复合材料结构疲劳损伤特性分析及维修技术研究
复合材料结构疲劳损伤特性分析及维修技术研究近年来，随着科技的不断发展和人们对材料的需求不断增加，复合材料的应用范围已经扩展到了航空、汽车、建筑等多个领域。
复合材料具有轻质、高强、高刚性等优点，但同时也存在一些缺陷，其中最重要的就是疲劳问题。
复合材料在使用过程中，会面临着不断的载荷变化和温度变化，这些都会对材料属性产生不同程度的影响。
而长时间的使用后，多次复合载荷会产生疲劳问题，不仅会降低复合材料的强度和刚度，还可能导致材料出现裂纹、层间剥离等损伤，进而影响整个结构的安全性和可靠性。
因此，分析复合材料结构疲劳损伤特性及其维修技术已经成为了研究的热点。
一、复合材料结构疲劳损伤特性的分析方法1. 宏观损伤评估方法宏观损伤评估方法是将复合材料结构划分为不同的单元，通过分析各个单位材料的应变和声发射等参数，来评估结构的损伤程度。
遇到复合材料损伤事故时，这种方法的优点在于可以定位和判断损伤区域，对后续的维修方案设计有指导作用。
2. 微观损伤评估方法微观损伤评估方法是将复合材料结构放大到材料的微观尺度，通过观察材料和显微镜下的形状和颜色，来寻找材料中的裂纹和损伤。
然后，通过一系列的试验和数据分析，来评估复合材料在不同载荷和温度下的疲劳性能。
二、复合材料结构的维修技术研究1. 干式结构修复技术干式结构修复技术是利用环氧粘结剂对复合材料结构进行修复的方法。
这种技术具有修复效果好，方便实施、成本低等优点，但是对环氧粘结剂的成分和使用方法要求极高，一旦操作失误就会导致修复失效。
2. 液态材料注射修复技术液态材料注射修复技术是利用没有固化的液态复合材料注射到损伤部位进行修复的方法，这种方法具有精准度高、修复效果稳定等优点。
但是，该方法的局限是要求损伤部位比较容易接近和注射材料的质量较为重要。
3. 微波技术修复技术微波技术修复技术是利用微波高频能量对复合材料结构进行修复的方法，这种技术具有损伤面积小、立即修复等优点。
不过，该技术还处于研究阶段，需要更多实验和数据来验证其可行性。
复合材料疲劳性能的实验研究
复合材料疲劳性能的实验研究在现代工程领域中，复合材料因其卓越的性能而备受关注。
复合材料具有高强度、高刚度、良好的耐腐蚀性等优点，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等众多领域。
然而，在实际应用中，复合材料往往会承受循环载荷的作用，其疲劳性能就成为了一个至关重要的研究课题。
复合材料的疲劳性能不同于传统材料，它受到多种因素的影响。
首先，复合材料的组分和微观结构对疲劳性能有着显著的影响。
例如，增强纤维的类型、含量、分布以及基体的性能都会改变复合材料的疲劳行为。
其次，制造工艺也会对其疲劳性能产生作用。
不同的成型方法可能导致复合材料内部存在不同程度的缺陷和残余应力，从而影响其疲劳寿命。
为了深入研究复合材料的疲劳性能，我们进行了一系列精心设计的实验。
实验中，选用了常见的碳纤维增强环氧树脂基复合材料作为研究对象。
首先，对试样进行了严格的制备和预处理，以确保实验结果的准确性和可靠性。
在疲劳实验中，采用了先进的疲劳试验机，并设定了不同的加载频率、应力幅和应力比等参数。
通过控制这些参数，可以模拟复合材料在实际使用中所面临的各种疲劳工况。
在实验过程中，利用高精度的传感器实时监测试样的应变、位移等参数，并将数据传输至计算机进行存储和分析。
经过大量的实验数据积累和分析，我们发现了一些有趣的现象和规律。
首先，随着应力幅的增加，复合材料的疲劳寿命明显缩短。
这是因为较大的应力幅会导致材料内部的损伤更快地累积和扩展。
其次，加载频率对疲劳寿命也有一定的影响。
在较低的加载频率下，复合材料有更多的时间进行能量耗散和损伤修复，从而表现出相对较长的疲劳寿命。
进一步对疲劳失效后的试样进行微观分析发现，疲劳裂纹的萌生和扩展机制非常复杂。
在纤维与基体的界面处，由于应力集中容易产生微裂纹。
这些微裂纹会随着循环载荷的作用逐渐扩展，最终导致材料的失效。
此外，纤维的断裂、基体的开裂以及纤维与基体的脱粘等现象也在疲劳失效过程中起到了重要的作用。
通过对复合材料疲劳性能的实验研究，我们不仅深入了解了其疲劳行为的规律和机制，还为复合材料的设计和应用提供了重要的依据。
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复合材料含孔结构疲劳分析一、摘要在现代社会发展过程中，复合材料已在社会各个领域起到了不可替代的作用。
由于它独特的特点，近几十年，它不仅应用于航空航天等高端领域，而且在船舶工程、建筑工程、化学工程、车辆制造工业、电气设备和医学等领域也有广泛的应用。
基于ANSYS运用有限元知识进行复合材料力学分析是近十年来复合材料力学发展的主要方向和推动力。
本文综述了有限元计算复合材料力学力学近十年来应用于复合材料力学行为分析研究方面的进展。
介绍了基本的数值模型和计算方法, 重点评述了复合材料含孔的力学分析以及疲劳分析的最新研究成果。
二、关键词：复合材料含孔疲劳有限元ANSYS三、前言在现代社会发展过程中，复合材料已在社会各个领域起到了不可替代的作用。
由于它独特的特点，近几十年，它不仅应用于航空航天等高端领域，而且在船舶工程、建筑工程、化学工程、车辆制造工业、电气设备和医学等领域也有广泛的应用。
有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值方法。
自20世纪50年代提出该方法以来，随着矩阵理论、数值分析理论、特别是计算机科学技术的发展，有限元法无论在理论研究还是应用上都取得了较大的进步与发展。
有限元法已成为目前最为有效、应用最广的一种数值分析方法之一，成为计算机数值模拟中的一种主要手段。
本文正是基于有限元理论，采用ANSYS软件进行模拟，分别分析了含孔的复合材料在不同载荷条件下应力分布情况，按照复合材料应力分析的一般步骤和基本方法，找出应力分布的基本规律，从而为进一步研究复合材料相关力学特性提供参考。
四、研究现状复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
复合材料使用的历史可以追溯到古代。
从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。
20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。
50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。
70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。
这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。
60年代，为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要，先后研制和生产了以高性能纤维（如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等）为增强材料的复合材料，其比强度大于4×106厘米（cm），比模量大于4×108cm。
为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别，将这种复合材料称为先进复合材料。
按基体材料不同，先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。
其使用温度分别达250～350℃、350～1200℃和1200℃以上。
先进复合材料除作为结构材料外，还可用作功能材料，如梯度复合材料(材料的化学和结晶学组成、结构、空隙等在空间连续梯变的功能复合材料)、机敏复合材料（具有感觉、处理和执行功能，能适应环境变化的功能复合材料）、仿生复合材料、隐身复合材料等。
复合材料的主要应用领域有：①航空航天领域。
由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。
②汽车工业。
由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。
③化工、纺织和机械制造领域。
有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料，可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。
④医学领域。
碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性，可用于制造医用X光机和矫形支架等。
碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好，也用作生物医学材料。
此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。
在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。
自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。
碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小，因此有很高的比强度。
碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。
因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。
复合材料在制造、加工过程中, 不可避免地会出现一些缺陷, 例如纤维、颗粒等增强相的断裂、它们与基体的脱粘以及基体中产生孔和裂纹等。
在工作过程中, 伴随着新的缺陷不断地萌生, 原有的缺陷进一步发展, 使材料的性能劣化。
由于上述复合材料损伤的产生及发展强烈地依赖于夹杂界面、孔附近及裂纹尖端的局部应力应变场，而这些局部场的变化一般很复杂, 必须应用有限元对其进行力学分析来对损伤进行数值分析。
有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值方法。
自20世纪50年代提出该方法以来，随着矩阵理论、数值分析理论、特别是计算机科学技术的发展，有限元法无论在理论研究还是应用上都取得了较大的进步与发展。
它从最初的固体力学领域拓展到了电磁学、流体力学、传热学以及声学等领域，以简单的静力分析发展到了动态分析、非线性分析、多物理耦合分析等复杂问题的计算。
有限元法已成为目前最为有效、应用最广的一种数值分析方法之一，称为计算机数值模拟中的一种主要手段。
现广泛应用于机械、电子、航空航天、汽车、船舶、建筑以及石油化工等领域。
通常，求解数学问题通常有两种方法：一种是解析法，它通过严格的数学推导求出问题的精确解；另一种是数值法，它是通过一定的算法和程序，利用计算机算出问题的近似解。
在工程实际问题中，由于几何形状、材料尺寸和外部载荷的不规则性，使得边值问题的求解十分困难。
除少数简单边值问题可用解析法求出精确解外，一般都只能用数值法求解。
运用ANSYS软件建立模型，再运用有限元知识对其进行静力学和疲劳力学分析，对于复合材料的生产和运用都有着巨大的意义。
ANSYS支持全范围的材料模式，包括: 均质各项同性材料,正交各项异性材料, 各项异性材料,随温度变化的材料。
在静力分析中除线性外, ANSYS还可处理一系列具有非线性属性的静力问题, 主要分为几何非线性, 材料非线性及考虑接触状态的非线性，如塑性、蠕变、大变形、大应变和接触问题等。
ANSYS可以计算出机械结构内的应力分布状况,并直观地看到机械结构内应力、位移、应变分布。
计算各点主应力、第三、第四强度强度理论、莫尔强度理论的折算应力结果。
ANSYS可以提供疲劳强度分析和广泛的机械结构相关的强度分析支持能力。
材料模式用户可灵活定义；对非线性问题提供步长自动控制的迭代算法；支持几何非线性、物理非线性和接触非线性问题的求解。
五、本课题主要研究任务本文正是基于有限元理论，采用ANSYS软件进行模拟，分别分析了含孔的复合材料在不同载荷条件下应力分布情况，按照复合材料应力分析的一般步骤和基本方法，找出应力分布的基本规律，从而为进一步研究复合材料相关力学特性疲劳问题提供参考。
六、本课题实现方法1、建立不同形状含孔的复合材料的有限元模型；2、进行有限元分析；3、综合分析结果。
七、参考资料1.沈观林，胡更开.复合材料力学（M）.北京：清华大学出版社，20062.沃丁柱.复合材料大全（M）.北京：化学工业出版社, 20003.张胜民.基于有限元软件ANSYS 7.0的结构分析（M）。
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