纖維增強復合材料抗高速彈體沖擊性能研究.pdf

1、纖維增強復合材料廣泛應用于各種大型結構物的主要承載部件，其抗沖擊性能受到各國學者的廣泛關注。與金屬材料相比，纖維增強復合材料具有多種優(yōu)點，如輕質、耐腐蝕、耐疲勞等，但復合材料具有各向異性、破壞模式復雜及受增強材料影響具有不同的應變率特性的特點，使得其相關研究難度較大。本文選取具有應變率相關性的玻璃纖維及Kevlar材料研究其抗高速彈體沖擊性能，利用工程近似方法及數(shù)值仿真方法，圍繞彈體剩余速度、靶板的吸能及破壞模式對靶板的抗彈性能進行研究

2、。
　　首先，給出了預測彈體剩余速度的理論計算模型。基于能量守恒原理，將沖擊過程中的動能損失分為彈體變形和靶板變形兩部分。靶板變形包括靶板局部失效及整體屈曲兩部分，其吸能主要包括沖擊變形吸能、纖維斷裂吸能、剪切失效吸能、基體損傷吸能及脫層吸能。將整個沖擊過程離散為多個微小增量步，編寫了計算彈體剩余速度的MATLAB程序。為了提升模型的精確性，引入了動態(tài)增強因子。根據(jù)該模型計算得到的彈體剩余速度與現(xiàn)有文獻中的實驗數(shù)據(jù)吻合較好。

3、>　　其次，總結了用于復合材料的強度準則和本構模型，對有限元計算過程中材料損傷演化過程及實現(xiàn)原理進行了研究。并將二維Hashin準則擴展到三維情況，通過修改關鍵字的方式寫入了Abaqus子程序VUMAT，供有限元仿真計算調用。
　　最后，采用殼單元和實體單元對復合材料層合板的彈道侵徹過程進行了有限元模擬，并與實驗結果進行了對比，結果吻合較好。對采用兩種單元的區(qū)別及優(yōu)缺點進行了討論。結果表明，采用殼單元的優(yōu)點是可以縮短計算時間，但其