小質(zhì)量沖擊下層壓板分層響應(yīng)特性與接觸力測(cè)量方法數(shù)值模擬研究.pdf

1、基于II型復(fù)合材料裂紋能量釋放率（GⅡ）和層間剪切強(qiáng)度(interlaminar shear strength,ILSS）的分層閾值力模型，提出了翼梁-蒙皮T型粘接區(qū)的沖擊分層閾值力計(jì)算方法。在具有不同蒙皮厚度的共固化復(fù)合材料翼盒上進(jìn)行低速?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)，沖擊點(diǎn)分為兩類，一類位于兩翼梁間蒙皮的中點(diǎn)（A型），另一類位于梁緣條和蒙皮的T型粘接區(qū)域邊緣（B型）。結(jié)果表明，使用所提出的模型，用A型區(qū)域的分層閾值力可很好的預(yù)測(cè)B型區(qū)域的分層閾值力。根據(jù)

2、某區(qū)域A型沖擊點(diǎn)分層閾值力，獲得材料的GⅡ和ILSS，然后計(jì)算其他區(qū)域B型沖擊點(diǎn)的分層閾值力。分別基于GⅡ和ILSS構(gòu)造對(duì)應(yīng)的線性函數(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，根據(jù)擬合函數(shù)計(jì)算各種參數(shù)下的分層閾值力，可使預(yù)測(cè)精度得到提高。
　　使用有限元方法建立復(fù)合材料層壓板三維模型和彈性沖擊頭模型，使用膠接單元來模擬分層的發(fā)生與擴(kuò)展。首先模擬了落重沖擊實(shí)驗(yàn)中的接觸力變化，結(jié)果表明，接觸力-時(shí)間曲線以及分層情況與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。當(dāng)層壓板出現(xiàn)大面積分

3、層時(shí)，接觸力出現(xiàn)突降，通過沖擊頭應(yīng)變響應(yīng)計(jì)算出的接觸力與軟件直接輸出的接觸力吻合。對(duì)小質(zhì)量物體沖擊過程的模擬表明，接觸力上升斜率在發(fā)生分層損傷時(shí)刻突降。根據(jù)接觸力-時(shí)間曲線特性，開發(fā)了分層閾值力識(shí)別程序，可通過讀取接觸力數(shù)據(jù)，輸出分層閾值力的值。
　　在小質(zhì)量沖擊下，使用沖擊頭的應(yīng)變響應(yīng)計(jì)算接觸力，發(fā)現(xiàn)其縱向振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重干擾接觸力的測(cè)量結(jié)果，使用濾波方法去除干擾，所得接觸力與實(shí)際接觸力吻合，并且在損傷發(fā)生的時(shí)刻會(huì)發(fā)生明顯波動(dòng)。沖擊點(diǎn)