纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板沖擊響應(yīng)數(shù)值模擬.pdf

1、復(fù)合材料以其質(zhì)量輕、剛度和比強(qiáng)度大，并有良好的抗彈性能等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空、交通運(yùn)輸、建筑等諸多領(lǐng)域。復(fù)合材料易因碰撞等發(fā)生低速?zèng)_擊損傷，如基體開(kāi)裂、纖維斷裂，層間分層等損傷，因此研究復(fù)合材料在高速?zèng)_擊吸能以及低速?zèng)_擊損傷有重要實(shí)際工程意義。本文對(duì)復(fù)合材料層合板在高速、低速?zèng)_擊作用下的損傷、吸能等進(jìn)行了分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于正交各向異性彈性理論，給出了復(fù)合材料單層板的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；分析了復(fù)合材料層合板沖擊損傷

2、準(zhǔn)則及材料退化準(zhǔn)則并闡述了各自的適用性。⑵基于文獻(xiàn)中已有實(shí)驗(yàn)，選擇具有方向性SHELL163號(hào)單元模擬層合板，忽略層合板粘結(jié)層，并選擇合適的材料模型，以CHANG-CHANG損傷準(zhǔn)則模擬子彈高速?zèng)_擊復(fù)合材料層合板，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了數(shù)值方法的可靠性。⑶高速?zèng)_擊作用下分析了子彈沖擊復(fù)合材料靶板過(guò)程子彈速度、加速度、子彈能量、層合板應(yīng)力變化過(guò)程，數(shù)值結(jié)果表明沖擊速度越大，層合板吸能越多；層合板面密度因?qū)雍习搴穸鹊脑黾佣兇?，從而?dǎo)致層合

3、板的比吸能變大；隨著鋪層角度越大，層合板吸能越少。⑷基于文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)背景，分別選擇SOLID164和SOLID ELEMENT19來(lái)模擬層合板中的子層和粘結(jié)層，并將改進(jìn)的CHANG-CHANG損傷準(zhǔn)則和雙線(xiàn)性損傷準(zhǔn)則作為子層和粘結(jié)層的損傷準(zhǔn)則模擬沖頭低速?zèng)_擊復(fù)合材料層合板，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了數(shù)值方法的合理性。⑸通過(guò)數(shù)值模擬分析了層合板的沖擊力接觸曲線(xiàn)，層合板的粘結(jié)層，不同鋪層角度子層應(yīng)力發(fā)展過(guò)程等，數(shù)值結(jié)果表明低速?zèng)_擊過(guò)程中增加沖擊能