A phase-field fracture model for fatigue behavior in fiber-reinforced composites

材料科学 断裂(地质) 复合材料 子程序 复合材料层合板 有限元法 纤维增强复合材料 纤维 结构工程 复合数 相(物质) 基质(化学分析) 计算机科学 工程类 化学 有机化学 操作系统
作者
心一 宮里,Chuwei Zhou,Xing Chen,An Shun He,Jian Yu,Guoqiang Wang
出处
期刊:International Journal of Mechanical Sciences [Elsevier BV]
卷期号:269: 108989-108989 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.ijmecsci.2024.108989
摘要

A new framework based on the phase field method is developed to model the fatigue fracture behavior of fiber-reinforced composite laminates. The growth path of matrix cracks can be simulated more accurately compared to the classical model. Further, anisotropic fatigue accumulation effects are considered in this model. Comparisons between simulations by the phase field model with uniform fatigue accumulation effects and the proposed method are encouraging. The new framework proposed can more naturally capture different types of crack growth in fiber- reinforced composites. The reliability and potential of this framework to model fatigue behavior for fiber-reinforced composite laminates are demonstrated by investigating several numerical examples. Moreover, the finite element implementation utilizes a simpler and robust approach via the ABAQUS user-defined subroutine UMAT and UMATHT, including the so called AT1, AT2 and PF-CZM models and two solution strategies.
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