[发明专利]FRP复合材料复杂非线性弹粘塑性本构的有限元的方法

摘要

本发明公开了一种FRP复合材料复杂非线性弹粘塑性本构的有限元的方法，在判断材料屈服状态时考虑了FRP复合材料在拉伸和压缩条件下屈服行为不对称，分别构建拉伸和压缩下的屈服函数，考虑了FRP复合材料动态屈服后在加载和卸载条件下的行为不一致特性，分别构建屈服后加载和卸载条件下复合材料的动态屈服函数，并通过回归映射算法求解。本发明能适用于求解新开发的综合考虑FRP复合材料拉伸压缩屈服不对称性、考虑静水压力对材料屈服影响、材料应变率效应以及动态屈服后加载行为和卸载行为不一致、具有非关联流动特性的粘塑性行为的弹粘塑性本构，有助于在有限元软件对复合材料结构进行精确分析及优化。

主权项

1.一种FRP复合材料复杂非线性弹粘塑性本构的有限元子程序算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，读取前一增量步结束时材料积分点处的应力、应变、应变率及时间状态量；步骤2，进入试用弹性变形阶段，更新当前增量步中材料积分点处应力、应变、应变率状态量，此时状态量均称为试用状态量；步骤3，根据材料应力状态判断当前处于拉伸或压缩状态，并判断材料是否屈服：若材料处于拉伸状态，则采用拉伸条件下的硬化函数，判断材料是否屈服；若材料处于压缩状态，则采用压缩条件下的硬化函数，判断材料是否屈服；步骤4，若材料未屈服，则当前增量步无粘塑性应变出现，直接输出试用状态变量；步骤5，若进入屈服状态，则判断当前材料处于加载状态或卸载状态：若材料处于加载状态，则采用加载段的过应力函数构成动态屈服函数；若材料处于卸载状态，则采用卸载段的过应力函数构成动态屈服函数；步骤6，基于动态屈服函数，形成动态屈服阶段的Kuhn‑Tucker加卸载一致性条件；步骤7，采用回归映射算法求解动态屈服后材料积分点处的应变增量、应变率增量及应力增量，更新积分点处的应力、应变、应变率和时间状态量；步骤8，保存并输出当前增量步结束时材料积分点处的应力、应变、应变率及时间状态量，结束当前增量步的计算，并在进入下一增量步后重复前述计算过程。