小質量沖擊下層壓板分層響應特性與接觸力測量方法數(shù)值模擬研究.pdf

1、基于II型復合材料裂紋能量釋放率（GⅡ）和層間剪切強度(interlaminar shear strength,ILSS）的分層閾值力模型，提出了翼梁-蒙皮T型粘接區(qū)的沖擊分層閾值力計算方法。在具有不同蒙皮厚度的共固化復合材料翼盒上進行低速沖擊實驗，沖擊點分為兩類，一類位于兩翼梁間蒙皮的中點（A型），另一類位于梁緣條和蒙皮的T型粘接區(qū)域邊緣（B型）。結果表明，使用所提出的模型，用A型區(qū)域的分層閾值力可很好的預測B型區(qū)域的分層閾值力。根據(jù)

2、某區(qū)域A型沖擊點分層閾值力，獲得材料的GⅡ和ILSS，然后計算其他區(qū)域B型沖擊點的分層閾值力。分別基于GⅡ和ILSS構造對應的線性函數(shù)，對實驗數(shù)據(jù)進行線性擬合，根據(jù)擬合函數(shù)計算各種參數(shù)下的分層閾值力，可使預測精度得到提高。
　　使用有限元方法建立復合材料層壓板三維模型和彈性沖擊頭模型，使用膠接單元來模擬分層的發(fā)生與擴展。首先模擬了落重沖擊實驗中的接觸力變化，結果表明，接觸力-時間曲線以及分層情況與實驗結果一致。當層壓板出現(xiàn)大面積分

3、層時，接觸力出現(xiàn)突降，通過沖擊頭應變響應計算出的接觸力與軟件直接輸出的接觸力吻合。對小質量物體沖擊過程的模擬表明，接觸力上升斜率在發(fā)生分層損傷時刻突降。根據(jù)接觸力-時間曲線特性，開發(fā)了分層閾值力識別程序，可通過讀取接觸力數(shù)據(jù)，輸出分層閾值力的值。
　　在小質量沖擊下，使用沖擊頭的應變響應計算接觸力，發(fā)現(xiàn)其縱向振動會嚴重干擾接觸力的測量結果，使用濾波方法去除干擾，所得接觸力與實際接觸力吻合，并且在損傷發(fā)生的時刻會發(fā)生明顯波動。沖擊點