面內(nèi)加載及低速沖擊下復(fù)合材料層合板抗分層失效研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)由于其優(yōu)越的材料性能，在航空航天、汽車、土木工程等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。同時纖維復(fù)合材料在實際使用過程中也遇到了各種各樣的問題，其中復(fù)合材料層合板的連接失效與低速沖擊作用下復(fù)合材料層合板分層就是其中的兩個重要方面。
　　 本文采用粒子群算法對復(fù)合材料層合板銷釘連接處分層擠壓強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化。首先采用三維有限元對連接模型進(jìn)行應(yīng)力分析,為盡可能模擬真實情況，考慮銷釘與板之間的三維接觸，然后采用修改的Ye分層

2、準(zhǔn)則對分層擠壓強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測，接著將預(yù)測的結(jié)果與文獻(xiàn)中的實驗值比較，以驗證分層擠壓強(qiáng)度計算的有效性。為了避免ANSYS中自帶優(yōu)化算法對初值敏感且易陷入局部最優(yōu)的缺陷，借助粒子群算法與ANSYS 之間的接口程序，采用全局智能優(yōu)化算法(粒子群算法)對初始分層強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化，在給定的約束條件下，尋找在相應(yīng)的設(shè)計空間中最佳的設(shè)計變量值，以得到最優(yōu)的分層擠壓強(qiáng)度。該方法及結(jié)果可為實際工程中復(fù)合材料接頭的設(shè)計提供有益的參考。
　　 本文采用粘聚

3、區(qū)域模型，對金屬/纖維層合板在低速沖擊載荷作用下的分層情況進(jìn)行了研究。粘聚力模型對裂紋的模擬具有它獨特的優(yōu)勢：一是該模型不需要預(yù)先假設(shè)初始缺陷；二是在計算過程中隨著裂紋的擴(kuò)展，該方法不需要重新對結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。首先為了考察粘聚區(qū)域模型對分層開裂模擬的有效性，本文對纖維層合板在低速沖擊載荷作用下，層合板的分層進(jìn)行了模擬。結(jié)果顯示該模型可以對分層的擴(kuò)展方式、分層形狀進(jìn)行有效地預(yù)測。在此基礎(chǔ)上，本文研究了低速沖擊載荷作用下，纖維/金屬層合板