纖維增強復合材料層合板沖擊響應數值模擬.pdf

1、復合材料以其質量輕、剛度和比強度大，并有良好的抗彈性能等諸多優(yōu)點，廣泛應用于航空、交通運輸、建筑等諸多領域。復合材料易因碰撞等發(fā)生低速沖擊損傷，如基體開裂、纖維斷裂，層間分層等損傷，因此研究復合材料在高速沖擊吸能以及低速沖擊損傷有重要實際工程意義。本文對復合材料層合板在高速、低速沖擊作用下的損傷、吸能等進行了分析。
　　本研究主要內容包括：⑴基于正交各向異性彈性理論，給出了復合材料單層板的應力應變關系；分析了復合材料層合板沖擊損傷

2、準則及材料退化準則并闡述了各自的適用性。⑵基于文獻中已有實驗，選擇具有方向性SHELL163號單元模擬層合板，忽略層合板粘結層，并選擇合適的材料模型，以CHANG-CHANG損傷準則模擬子彈高速沖擊復合材料層合板，通過實驗結果對比驗證了數值方法的可靠性。⑶高速沖擊作用下分析了子彈沖擊復合材料靶板過程子彈速度、加速度、子彈能量、層合板應力變化過程，數值結果表明沖擊速度越大，層合板吸能越多；層合板面密度因層合板厚度的增加而變大，從而導致層合

3、板的比吸能變大；隨著鋪層角度越大，層合板吸能越少。⑷基于文獻中的實驗背景，分別選擇SOLID164和SOLID ELEMENT19來模擬層合板中的子層和粘結層，并將改進的CHANG-CHANG損傷準則和雙線性損傷準則作為子層和粘結層的損傷準則模擬沖頭低速沖擊復合材料層合板，與實驗結果對比驗證了數值方法的合理性。⑸通過數值模擬分析了層合板的沖擊力接觸曲線，層合板的粘結層，不同鋪層角度子層應力發(fā)展過程等，數值結果表明低速沖擊過程中增加沖擊能