復合材料層合板低速沖擊損傷表征與開孔分析.pdf

1、復合材料在工程結構中的應用越來越廣泛，并且在結構中開始作為承力件。低速沖擊事件以其高發(fā)性、高隱蔽性和高危害性的特點，嚴重的危害了復合材料結構的穩(wěn)定性和可靠性。在這些工程應用的背景下，本文對復合材料層合板進行了低速沖擊后損傷表征的研究，并且針對含孔層合板討論了開孔因素對其低速沖擊響應的影響。
　　本文以落錘沖擊試驗機為平臺，依照美國材料與試驗協(xié)會標準，搭建了一個低速沖擊試驗平臺；使用 FORTRAN語言編寫了基于剛度漸進折減和三維H

2、ashin損傷失效準則的用戶自定義材料子程序，與粘結單元損傷理論一起建立了一個三維低速沖擊有限元模型。通過對復合材料層合板進行落錘沖擊試驗，更好地了解了低速沖擊載荷下層合板的損傷模式和損傷情況，對三維低速沖擊有限元模型進行了系數(shù)修正和正確性驗證，使得仿真分析與試驗結果的吻合度更好。
　　利用上述研究方式，本文通過對比分析得到如下結論：
　?。?）對于無孔層合板，在經(jīng)過低速沖擊后，層合板上表面凹坑深度隨著沖擊能量變化的趨勢與層

3、合板內部分層面積隨著沖擊能量變化的發(fā)展情況完全一致，可以使用上表面凹坑深度作為層合板內部分層損傷程度的一個衡量標準。層合板基體、纖維損傷隨著沖擊能量的增大，增長速度慢慢變緩，與上述兩種損傷表現(xiàn)出的增長特征不同。
　?。?）開孔因素會對層合板的沖擊響應造成影響，其中開孔位置與沖擊點的距離影響較大，開孔形狀影響較小。隨著開孔位置與沖擊點距離的增大，整個低速沖擊持續(xù)的時間變短，沖擊力峰值變大；層合板內部分層面積最大的層間粘結層將會改變位