復(fù)合材料板沖擊拉伸性能的實驗研究與數(shù)值模擬.pdf

1、隨著纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在航空、航天、兵器、汽車工業(yè)以及其他領(lǐng)域日益廣泛的應(yīng)用，研究在動載荷作用下復(fù)合材料的力學(xué)性能、變形和破壞機(jī)理越來越受到工程界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。 實際生活中經(jīng)常會遇到各種類型的沖擊載荷，復(fù)合材料層合板對沖擊載荷的作用很敏感，容易受沖擊而損傷，由此導(dǎo)致復(fù)合材料構(gòu)件的強(qiáng)度或承載能力下降。因此，研究復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)行為以及沖擊問題，分析和預(yù)測復(fù)合材料在沖擊載荷下的力學(xué)性能，正確認(rèn)識復(fù)合材料層合板在沖擊載荷下的損傷演化

2、和破壞機(jī)制，對于評定復(fù)合材料的抗沖擊損傷性能，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷容限驗證、分析以及確定復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計許用值，保證結(jié)構(gòu)的安全性，無疑具有非常實際的意義。本項目就是針對復(fù)合材料在高應(yīng)變速率下的力學(xué)行為，從實驗測試、理論分析和數(shù)值模擬三個方面進(jìn)行研究，具體內(nèi)容包括： 在高應(yīng)變率下，測試了玻璃布—環(huán)氧層合板和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板這兩種材料在沖擊載荷下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，確定了楊氏模量、拉伸強(qiáng)度、破壞應(yīng)變和泊松比等力學(xué)參數(shù)； 對含

3、缺陷/損傷的復(fù)合材料層合板進(jìn)行實驗測試，分析其損傷擴(kuò)展過程和特征，研究應(yīng)變率對材料破壞和損傷演化過程的影響；實驗結(jié)果表明：玻璃布—環(huán)氧層合板和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng)。通過對帶裂紋試件的測試，還表明這兩種層板材料具有動態(tài)韌性； 對高應(yīng)變率下復(fù)合材料層合板的力學(xué)響應(yīng)以及失效情況進(jìn)行數(shù)值模擬：運(yùn)用Ansys結(jié)構(gòu)分析模塊建立了帶連接段的SHPB實驗?zāi)Ｐ?；運(yùn)用Ansys的復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)模擬了復(fù)合材料層合板試件；運(yùn)用瞬態(tài)