不同沖擊速度下復(fù)合材料修補(bǔ)結(jié)構(gòu)的失效分析研究.pdf

1、20世紀(jì)40年代復(fù)合材料開始被應(yīng)用于航空、電子領(lǐng)域，隨著人們對(duì)復(fù)合材料優(yōu)越性能認(rèn)識(shí)的不斷加深，現(xiàn)在復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶制造、防護(hù)裝備、機(jī)械制造等各個(gè)領(lǐng)域。
　　隨著復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)及防護(hù)裝備等領(lǐng)域越來越廣泛的應(yīng)用，復(fù)合材料的沖擊損傷問題，受到越來越多的重視。復(fù)合材料層合板由兩層或兩層以上單層板壓制而成。纖維之間、纖維與基質(zhì)之間、層與層之間容易發(fā)生纖維斷裂、基質(zhì)開裂和分層等不同形式的失效。為了提高復(fù)合材料的抗沖擊性能，

2、通常選用高模量、高強(qiáng)度的基體，同時(shí)在一定范圍內(nèi)增加纖維含量。
　　沖擊損傷按沖擊能量大小可分為三類：高能量、中等能量和低能量沖擊損傷。高速?zèng)_擊損傷，如子彈、高速粒子沖擊，可以造成層合板貫穿性損傷，并且出現(xiàn)小范圍的分層和比較平整的纖維斷裂；中等能量沖擊時(shí)不發(fā)生貫穿損傷，在沖擊點(diǎn)附近出現(xiàn)纖維斷裂，層合板彎曲變形造成的大范圍分層和背面的纖維斷裂。低能量沖擊損傷為不可見損傷，在復(fù)合材料內(nèi)部出現(xiàn)基體開裂或者輕微的纖維斷裂。
　　本文主

3、要研究了復(fù)合材料修補(bǔ)結(jié)構(gòu)在沖擊作用下各個(gè)子層的失效情況，以及討論了不同形狀、不同尺寸補(bǔ)片的修補(bǔ)效果。
　　首先，本文建立了子彈低速?zèng)_擊復(fù)合材料層合板模型，得到子彈在沖擊過程中的力-位移曲線，并將數(shù)值結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證模型的有效性。
　　其次，本文分別建立了子彈高速?zèng)_擊復(fù)合材料修補(bǔ)結(jié)構(gòu)模型和子彈中速?zèng)_擊復(fù)合材料修補(bǔ)結(jié)構(gòu)模型，分析了復(fù)合材料母板每個(gè)子層在沖擊過程中的材料失效以及損傷孔的存在對(duì)失效結(jié)果的影響。
　　最后