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《復合材料層合板低速沖擊損傷的預測模型-論文.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第46卷第3期南京航空航天大學學報Vo1.46No.32014年6月JournalofNanjingUniversityofAeronautics{AstronautlcsJun.2014復合材料層合板低速沖擊損傷的預測模型陳普會李念(1.南京航空航天大學機械結(jié)構力學及控制國家重點實驗室,南京,210016;2.南京航空航天大學飛行器先進設計技術國防重點學科實驗室,南京,210016)摘要:在低速沖擊載荷作用下,建立了一種適用于鋪層總數(shù)較多的復合材料層合板的損傷預測模型。采用三雛Puck失效準則預測層內(nèi)纖維與基體的破壞,并獲得基體失效時的斷裂面角度
2、。根據(jù)低速沖擊下復合材料層合板的層間分層損傷機理,同時考慮面內(nèi)橫向正應力、厚度方向正應力、層間剪應力和相鄰鋪層的損傷狀態(tài)等因素對界面分層的影響,發(fā)展了一種新的沖擊分層失效準則。為快速有效地預測鋪層總數(shù)較多的復合材料層合板的沖擊損傷,通過對單元積分點處的應變進行線性插值,提出了在單個實體單元內(nèi)預測多個鋪層損傷的數(shù)值計算方法。模型成功預測了受沖擊層合板具體的失效模式,預測的分層形狀和尺寸與試驗值吻合較好,并顯著減少了有限元模型的規(guī)模,表明本文所發(fā)展的數(shù)值方法對預測復合材料層合板低速沖擊損傷的有效性。關鍵詞:復合材料;低速沖擊;Puck準則;分層失效準則
3、;包含多個鋪層的實體單元中圖分類號:TB33文獻標志碼:A文章編號:1005-2615(2O14)03—0341-08DamagePredictionModelforCompositeLaminatesSubjectedtoLowVelocityImpactChenPuhui一,LNian,(1.StateKeyLaboratoryofMechanicsandControlofMechanicalStructures,NanjingUniversityofAeronautics8LAstronautics,Nanjing,210016,China;
4、2.KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense~AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,210016,China)Abstract:Amethodisdevelopedtopredictnumericallythedamageofcompositelaminateswithmorepliesunderlowvelocityimpactloading
5、.ThePuckcriterionfor3Dstressstatesisadoptedtomodeltheintralaminardamageincludingmatrixcrackingandfiberbreakage,andtoobtaintheorientationofthefractureplaneduetomatrixfailure.Accordingtointerlaminardelaminationmechanism,anewdelami—nationcriterionisproposed.Theinfluenceoftransver
6、seandthrough—thicknessnormalstress,interlami—narshearstressanddamageconditionsofadjacentpliesondelaminationisconsidered.Inordertoquick—lyandefficientlypredicttheimpact—induceddamageofcompositelaminateswithmoreplies,anap—proach,whichcanpredictthespecificdamageofseveralpliesinas
7、inglesolidelement,isproposedbyinterpolationonthestrainsofelementintegrationpoints.Moreover,theproposedmodelcanpredictspecificfailuremodes.Agoodagreementbetweenthepredicteddelaminationshapesandsizesandtheexperimentalresultsshowscorrectnessofthedevelopednumericalmethodforpredict
8、inglowvelocityimpactdamageoncompositelaminates.Keywords:compo