復合材料層合板低速沖擊與雙軸剩余強度分析研究.pdf

1、復合材料層合板在制造和使用過程中會遇到低速沖擊，受到?jīng)_擊后其內(nèi)部很容易出現(xiàn)損傷，這些內(nèi)部損傷會使結(jié)構(gòu)的力學性能嚴重退化，導致結(jié)構(gòu)的承載能力大大降低，甚至直接引起事故。樹脂基復合材料已廣泛應(yīng)用于飛機發(fā)動機機匣，而發(fā)動機機匣在工作狀態(tài)下，不僅承受由氣體負荷和安裝預緊力引起的軸向力和周向力作用，還承受由發(fā)動機離心力引起的徑向力作用。因此，對復合材料結(jié)構(gòu)的低速沖擊和雙軸剩余強度進行研究具有重要的理論意義和工程價值。
　　本文的主要研究內(nèi)容

2、如下：
　　1.基于Hertz接觸定律、虛位移原理以及損傷等效原理，推導了層合板結(jié)構(gòu)受沖擊載荷及沖擊后雙軸載荷作用下的逐漸損傷應(yīng)力分析有限元列式，建立了一種復合材料層合板結(jié)構(gòu)在沖擊及沖擊后雙軸載荷下的逐漸損傷破壞和剩余強度全程分析方法。基于所建立的方法和ANSYS有限元商用軟件平臺，開發(fā)了相應(yīng)的分析軟件。
　　2.提出了一種雙臂開縫的層合板十字架試驗件設(shè)計方案。試驗結(jié)果表明雙臂開縫的十字架試驗件，能夠很好地保證雙軸拉伸載荷下

3、層合板破壞區(qū)域發(fā)生在試驗件中心區(qū)域，從而保證雙軸拉伸試驗結(jié)果的有效性。
　　3.針對T300/QY8911復合材料十字架進行了沖擊損傷和雙軸拉伸剩余強度的試驗研究和數(shù)值分析。試驗結(jié)果與數(shù)值分析表明：10J、15J、20J三種沖擊能量下數(shù)值分析預測的損傷面積與試驗得到的沖擊損傷面積結(jié)果相比，誤差小于10％；含10J、15J、20J三種能量沖擊后層合板雙軸拉伸剩余強度數(shù)值分析預測與試驗結(jié)果相比，誤差小于9%，且數(shù)值分析結(jié)構(gòu)破壞形式與試