資源描述：
《層間增韌復(fù)合材料層合板低速沖擊損傷預(yù)測》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第45卷第5期2013年10月空航天大學(xué)學(xué)報UniversityofAeronautics&Astronautics層間增韌復(fù)合材料層合板低速沖擊損傷預(yù)測謝宗蕻劉海涵張子龍(西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院，西安，710072)V01．45No．50ct．2013摘要：基于層間增韌復(fù)合材料層合板的低速沖擊實驗，在ABAQUS分析環(huán)境下建立了一套量化考查低速沖擊載荷作用下層間增韌對復(fù)合材料層合板力學(xué)行為影響的有限元分析模型。模型中采用自行開發(fā)的VUMAT子程序定義復(fù)合材料層內(nèi)單元材料本構(gòu)關(guān)系，預(yù)測典型的層內(nèi)失效模式，包括纖維拉伸失效、纖維壓縮失效、基體開裂失效和基體擠裂失效，并對失效單元進行相應(yīng)的剛度折減。
2、模型中在復(fù)合材料層合板相鄰兩鋪層間定義了一層層間界面單元，層間分層起始損傷是采用二次名義應(yīng)力判據(jù)來預(yù)測的，層間分層擴展采用的是混合模式的能量準(zhǔn)則來判斷的。有限元預(yù)測結(jié)果和實驗結(jié)果的比較驗證了分析方法和分析模型的準(zhǔn)確性和有效性。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；層合板；層問增韌；低速沖擊；有限元分析中圖分類號：TB332文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1005—2615(2013)05—0686—07PredictiononLowVelocityImpactDamageofInterlayer-ToughenedCompositeLaminateXieZonghong，LiuHaihan，ZhangZilong(Sch
3、oolofAstronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an，710072，China)Abstract：Baseduponthedataandobservationfromthelowvelocityimpactexperimentoninterlayer—toughenedcompositelaminates，afiniteelementmodel(FEM)isdevelopedtoquantificationallystudythemechanicalbehaviorofinterlayer—toughenedlaminatess
4、ubjecttolowvelocityimpactusingABAQUS．Inthismodel．a(chǎn)VUMATsubroutineiSusedtodefinetheconstitutiverelationshipsandtopredictthestress—basedfailurecriteriaofacompositelamina．Typicalfailuremodes，includingfiberten—silefailure，fibercompressfailure，matrixcrushingandmatrixcracking，areconsideredinthesubrou—tine
5、．ThestiffnessreductionoffailedelementsiSalsoincluded．Cohesiveelementsareintrodueedintothemodelintheregionbetweentwoneighboringlayersinthelaminate．Aquadraticnominalstresscri—terionandapowerlawfracturecriterionareadoptedtopredicttheinitiationandevolutionofdelamina—tion．TheFEMpredictionresultsshowagood
6、agreementwithexperimentaldata，whichvalidatesFEMdevelopedinthisstudy．Keywords：composite；laminate；interlayer—toughened；lowvelocityimpact；finiteelementanalysis復(fù)合材料層合板具有比強度高、比剛度高、抗疲勞和可設(shè)計性強等眾多優(yōu)點，在對結(jié)構(gòu)材料要求非常嚴(yán)格的航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料層合板在使用中受到外來物體沖擊后，會在層合板內(nèi)部形成嚴(yán)重的沖擊損傷，而層合板外部往往沒有出現(xiàn)明顯損傷痕跡，這種隱藏的沖擊損傷，尤其是沖擊導(dǎo)致的層合板層與層之
7、間的分離，會降低層合板結(jié)構(gòu)的強度和剛度，從而抑制了該結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用。如何抑制復(fù)合材料層合板層間分層損傷、提高復(fù)合材料層合板的抗沖擊損傷及抗分層能力，一直是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析研究的熱點，具有極為重要的意義。有關(guān)復(fù)合材料層合板沖收稿日期：2013一01—27；修訂日期：2013—07—19通信作者：謝宗蕻，男，教授，博士生導(dǎo)師，E—mail：xzhae@nwpu．edu．erl。航嗚京№甜南d
