薄復(fù)合材料面板Nomex蜂窩夾層結(jié)構(gòu)抗擊穿行為研究.pdf

1、復(fù)合材料Nomex蜂窩夾層結(jié)構(gòu)由于其輕質(zhì)高強、吸能減噪等優(yōu)點而被航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而此種結(jié)構(gòu)對在服役期間所遭受的沖擊損傷十分敏感，較高能量的沖擊容易造成擊穿。
　　為研究薄復(fù)合材料面板Nomex蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的抗擊穿行為，本文對此型試驗件進行了不同能量的沖擊試驗。通過分析力學(xué)響應(yīng)和沖擊損傷，觀察到上面板擊穿時沖擊接觸力在下降段有臺階，面板有分層、基體開裂以及纖維拉伸斷裂損傷，蜂窩損傷以局部壓潰為主；而當(dāng)夾層板整體貫穿時，沖擊接

2、觸力則表現(xiàn)為兩個峰值，除發(fā)生上述損傷外，還有蜂窩壁的撕裂以及蜂窩芯體與下面板間的界面脫粘失效。
　　同時為研究Nomex蜂窩受面外載荷作用的失效過程，本文結(jié)合試驗和數(shù)值模擬方法對Nomex蜂窩的準靜態(tài)壓縮進行了分析。其中模型假設(shè)Nomex蜂窩壁為夾層板結(jié)構(gòu)屬性，考慮了芳綸紙和酚醛樹脂各自的失效模型。研究發(fā)現(xiàn)蜂窩的失效過程主要是酚醛樹脂脆性失效并伴隨蜂窩壁的折疊，樹脂的失效區(qū)域隨蜂窩折疊而不斷擴展。
　　在以上蜂窩模型基礎(chǔ)上，

3、本文基于Yen失效準則開發(fā)了考慮面內(nèi)剪切非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的復(fù)合材料三維漸進失效模型，發(fā)展了一種復(fù)合材料Nomex蜂窩夾層板的擊穿數(shù)值模擬方法，其模擬結(jié)果與試驗對比較為吻合。最終本文利用以上沖擊模型對傾斜沖擊行為進行了研究，結(jié)果顯示傾斜角度越大，夾層板越難擊穿。對于編織復(fù)合材料面板，當(dāng)傾斜沖擊入射方向沿纖維方向時，其損傷區(qū)域較小，當(dāng)入射方向與纖維方向呈45°角時，面板損傷最嚴重；而 Nomex蜂窩的面內(nèi)方向與沖頭入射方向之間的角度對傾斜