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《低速沖擊下復合材料層合板損傷分析_溫衛(wèi)東》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、6材料工程/2007年7期低速沖擊下復合材料層合板損傷分析DamageAnalysisofLaminatedCompositesUnderLowVelocityImpactLoading溫衛(wèi)東,徐穎,崔海坡(南京航空航天大學能源與動力學院,南京210016)WENWei2dong,XUYing,CUIHai2po(CollegeofEnergyandPowerEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,C
2、hina)摘要:根據(jù)低速沖擊下復合材料層合板的分層損傷機理,發(fā)展了一種分層失效準則,該準則同時考慮了層間拉應力、層間剪應力和基體開裂等因素對分層損傷的影響,并在損傷分析中,區(qū)分了沖擊正面由擠壓應力引起的纖維擠壓損傷和沖擊背面由彎曲拉應力引起的纖維斷裂損傷,模擬了纖維斷裂、纖維擠壓、基體開裂、基體擠壓、分層等五種損傷的起始和擴展過程,完善了作者以前發(fā)展了低速沖擊逐漸累積損傷模型。通過與實驗結(jié)果進行比較,驗證了模型的合理性。關鍵詞:低速沖擊;復合材料層合板;失效準則;逐漸損傷中圖分類號:TB33文獻標識碼:
3、A文章編號:100124381(2007)0720006206Abstract:Anewdelaminationcriterionwasproposedaccordingtodelaminationdamagemechanismunderlowvelocityimpactloading.Theinfluenceofthrough2thicknesstensilestresses,interlaminarshearstressesandmatrixcrackingondelaminationhadbeen
4、takenintoconsideration.Thefibercrush2ingcausedbythecrushingstressesofimpactsurfaceandfibercrackingarousedbytensilestressesofimpactbacksurfacehasbeendistinguished.Theinitiationandpropagationoffibertensilefailure,fi2bercompressivefailure,matrixcrushing,mat
5、rixcrackinganddelaminationweresimulatedintheim2provedmodel.Agoodagreementwasfoundbetweenthepredictedresultsandthetestdata.Keywords:lowvelocityimpact;laminatedcomposite;failurecriterion;progressivedamage[3]復合材料層合板具有比強度、比剛度高,可設計性初始分層,因而不便于實際應用。徐穎等采用剛度[4]強等
6、優(yōu)點,已被廣泛應用于航空航天及其它民用領域。退化技術(shù)和改進的Chang2Chang失效準則模擬了四受低速沖擊后,復合材料層合板內(nèi)部容易產(chǎn)生基體開種沖擊損傷的產(chǎn)生和擴展過程,建立了三維低速沖擊裂和分層等損傷,這些損傷在日常檢測中不易被發(fā)現(xiàn),逐漸累積損傷預測模型,雖然該模型預測的損傷面積但會導致結(jié)構(gòu)的強度和壽命大幅下降,嚴重影響其繼與實驗結(jié)果吻合較好,但是對分層損傷形狀的預測結(jié)續(xù)使用。因此,復合材料層合板的沖擊損傷問題已受果不是很理想。到廣泛關注。綜上所述,目前關于沖擊分析的逐漸累積損傷模由于逐漸累積損傷分
7、析理論有利于了解層合板內(nèi)型,對分層損傷的預測結(jié)果都不是很理想,且都忽略了產(chǎn)生損傷后載荷的重新分布和損傷擴展過程,故許多由擠壓應力引起的纖維擠壓損傷和由拉應力引起的纖學者都應用了該理論對復合材料層合板在沖擊載荷下維斷裂損傷的區(qū)別。本工作針對上述不足,對沖擊載[1]的破壞過程進行了分析。Hou研究了層合板受沖擊荷引起的層合板損傷開展了進一步研究。從分層損傷后,纖維斷裂、基體開裂、基體擠壓和分層等損傷的起機理出發(fā),發(fā)展了一種分層損傷判據(jù),該判據(jù)考慮了層始和擴展過程,由于他以應力退化作為材料參數(shù)退化間拉應力、層
8、間剪應力和基體開裂等引發(fā)分層損傷的方式,故不能反映出材料自身性能的變化,且所預測的因素,并且在損傷分析時,區(qū)分了沖擊正面由沖頭擠壓分層損傷大小和形狀與實驗結(jié)果不是很吻合。Li引起的纖維擠壓損傷和沖擊背面由彎曲拉應力引起纖[2]等基于Mindlin板模型對低速沖擊下的長纖維增強維斷裂損傷,模擬了包括纖維斷裂、纖維擠壓、基體開復合材料層板進行了逐漸損傷模擬,分析了四種主要裂、基體擠壓以及分層在內(nèi)的五種損傷模式在沖擊載損傷模式,其中在判斷分層損傷
