碳纖維增強復合材料低速沖擊損傷的數(shù)值模擬研究.pdf

1、復合材料層合板由于其比強度高、比剛度高、可設計性強，在航空、航天領域已得到廣泛的應用。但是層合板對低速沖擊非常敏感，低能量物體的沖擊一般會在層板內(nèi)部造成諸如纖維斷裂、基體破壞、層間分層等損傷，這些損傷導致結構承載能力和結構使用壽命的大幅下降，對結構的安全使用構成潛在的威脅。因而，對復合材料結構的沖擊響應和損傷問題的研究具有重大的意義和應用價值。
　　本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真平臺，采用復合材料損傷材料模型和薄殼單

2、元建立了復合材料層合板低速沖擊的有限元模型。在該模型中，薄殼單元用來模擬分析層合板子層的基體和纖維損傷，并對已損傷的單元進行相應的剛度折減;對于層合板的層間損傷，采用節(jié)點約束失效方法來預測分層損傷。通過仿真結果和實驗數(shù)據(jù)的對比顯示，模擬預測的損傷形狀和損傷面積與實驗結果基本一致，從而驗證了本文仿真方法的可行性。
　　本文還基于所建立的有限元數(shù)值仿真模型，研究了不同能量沖擊下層板的損傷及動態(tài)響應，并對鋪層次序?qū)影鍥_擊的影響進行了分