全厚度縫合硬質(zhì)聚氨酯泡沫夾層復(fù)合材料沖擊響應(yīng)數(shù)值模擬.pdf

1、傳統(tǒng)泡沫夾層復(fù)合材料，由于界面性能薄弱，法向強度與剛度較低，影響其實際應(yīng)用。本文在傳統(tǒng)泡沫夾層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，研制了一種全厚度縫合增強的泡沫夾層復(fù)合材料，并對其沖擊響應(yīng)歷程與沖擊后損傷程度進行了數(shù)值模擬。將模擬結(jié)果應(yīng)用于實際復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)板的設(shè)計與制備中，使復(fù)合材料板材的各項性能均達(dá)到任務(wù)指標(biāo)要求。
　　 本文在沖擊-接觸非線性動力學(xué)理論基礎(chǔ)上，建立ANSYS/LS-DYNA二維有限元模型，預(yù)測了未縫合與全厚度縫合硬質(zhì)聚氨酯泡沫夾

2、層結(jié)構(gòu)的沖擊響應(yīng)過程，并對以開裂寬度、侵徹深度和損傷角度作為沖擊損傷的表征參數(shù)進行數(shù)值模擬。結(jié)果表明，沖擊載荷-位移歷程曲線上均呈現(xiàn)出兩個載荷高峰與位于之間的一段低載荷平臺期的特征;縫線直徑1.0mm×行距10.0mm的縫合泡沫夾層結(jié)構(gòu)比未縫合的沖擊后損傷程度低，開裂寬度和侵徹深度分別降低了63.5％和6.0％，損傷角度增加了52.0％;且隨著縫線行距的減少（25.0、15.0和10.0mm）與縫線直徑的增加（0.5、1.0和1.5mm

3、），耐沖擊性能提高，沖擊損傷程度降低。同時，增加機織玻璃纖維增強復(fù)合材料上、下面層的厚度（1.0、1.5、2.0、2.5和3.0mm），可提高未縫合泡沫夾層結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力;耐沖擊性能由高到低面層織物依次為:Kevlar纖維，機織碳纖維和機織玻璃纖維。
　　 驗證對比了縫線直徑1.0mm×行距10.0mm的全厚度縫合硬質(zhì)聚氨酯泡沫夾層結(jié)構(gòu)的沖擊響應(yīng)數(shù)值模擬與試驗過程，結(jié)果表明，沖擊載荷-位移模擬與試驗歷程曲線均呈現(xiàn)出兩個載荷高峰