不同沖擊速度下復(fù)合材料修補結(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，隨著人們對復(fù)合材料優(yōu)越性能認(rèn)識的不斷加深，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、機械制造等各個領(lǐng)域。
　　隨著復(fù)合材料在飛機結(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、高強度的基體，同時在一定范圍內(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。高速沖擊損傷，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；中等能量沖擊時不發(fā)生貫穿損傷，在沖擊點附近出現(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)合材料修補結(jié)構(gòu)在沖擊作用下各個子層的失效情況，以及討論了不同形狀、不同尺寸補片的修補效果。
　　首先，本文建立了子彈低速沖擊復(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)果與實驗結(jié)果對比，驗證模型的有效性。
　　其次，本文分別建立了子彈高速沖擊復(fù)合材料修補結(jié)構(gòu)模型和子彈中速沖擊復(fù)合材料修補結(jié)構(gòu)模型，分析了復(fù)合材料母板每個子層在沖擊過程中的材料失效以及損傷孔的存在對失效結(jié)果的影響。
　　最后