熔丝制造3D打印CFRP层内损伤破坏机理与模型研究

摘要

为将3D打印技术应用到桥梁工程中，以熔丝制造3D打印碳纤维复合材料锚环为研究对象，开展了材料层内损伤失效机理的基础性研究工作.首先，对锚环进行了张拉锚固破坏试验，明晰材料的损伤失效模式.其次，测试分析了材料的弹性参数及强度参数值，供后续仿真分析使用.最后，通过VUMAT子程序构建了材料的损伤失效本构关系，利用ABAQUS仿真分析软件模拟熔丝制造3D打印碳纤维复合材料锚环的渐进损伤失效全过程，分析其层内损伤失效机理.结果表明：熔丝制造3D打印碳纤维复合材料具有显著的层内损伤现象；选用Hashin损伤起始判据与刚度瞬间退化模型作为熔丝制造3D打印碳纤维复合材料损伤力学模型偏于安全，具有一定的可行性；锚环在高度方向产生纵向裂纹是由纤维拉伸失效导致的.

关键词

桥梁工程 / 熔丝制造技术 / 碳纤维复合材料 / 损伤失效机理 / 夹片式锚具