夾芯結(jié)構(gòu)界面脫粘處開裂損傷數(shù)值研究.pdf

1、夾芯板結(jié)構(gòu)是由強(qiáng)度比較高的上、下蒙皮和強(qiáng)度較低的夾芯組成，上、下蒙皮和夾芯之間用膠層連接。在實(shí)際應(yīng)用中，夾芯板經(jīng)常會帶有面/芯脫層，這可能是制造過程中產(chǎn)生的缺陷，也有可能是在使用中由于硬物沖擊等環(huán)境外力引入的。面/芯脫層的出現(xiàn)對于面內(nèi)受壓的夾芯板結(jié)構(gòu)來說是很嚴(yán)重的缺陷，它極大減少了結(jié)構(gòu)的承載能力和使用壽命，還有可能造成重大事故。如果受壓夾芯板中存在足夠大的脫層區(qū)，那么很可能在使用過程中造成蒙皮局部屈曲，脫層區(qū)擴(kuò)展等情況，引起不良后果。所

2、以對夾芯板結(jié)構(gòu)脫層區(qū)擴(kuò)展情況的預(yù)測具有重大現(xiàn)實(shí)意義。 本文主要目的在于預(yù)測含脫層缺陷的夾芯板在受面內(nèi)壓力載荷的情況下的力學(xué)行為及脫層區(qū)域的擴(kuò)展情況。研究中利用有限元分析軟件對含脫層缺陷的夾芯板結(jié)構(gòu)在面內(nèi)受壓情況下的力學(xué)行為和脫層區(qū)擴(kuò)展情況進(jìn)行了模擬，本文著重分析模擬了脫層區(qū)域?yàn)閳A形、橢圓形和貫通性矩形缺陷的情況，對蒙皮和夾芯問的膠層的模擬分別采用了三個方向的三套彈簧元，兩套與板面相切，另一套與板面垂直。發(fā)現(xiàn)對于圓形缺陷和短軸長軸

3、比大于0.5的橢圓缺陷，脫層首先從橫向脫層前沿頂點(diǎn)處開始擴(kuò)展。而對于短軸長軸比小于等于0.5且大于0.15的橢圓缺陷，脫層首先從短軸頂點(diǎn)處開始擴(kuò)展。對于短軸長軸比小于等于0.15的橢圓缺陷，脫層未擴(kuò)展結(jié)構(gòu)即整體失效。對于貫通型脫層來說，擴(kuò)展載荷隨著脫層寬度的加大而降低。對所有缺陷形狀而言，脫層擴(kuò)展載荷都是隨著脫層面積的擴(kuò)大而降低。當(dāng)圓形缺陷半徑小到15mm時，在脫層開始擴(kuò)展之前結(jié)構(gòu)整體就發(fā)生了破壞。通過與實(shí)驗(yàn)值和能量釋放率的計(jì)算結(jié)果對比