纏繞復(fù)合材料殼體低速?zèng)_擊損傷試驗(yàn)與仿真研究
本文選題:纏繞復(fù)合材料 切入點(diǎn):低速?zèng)_擊 出處:《推進(jìn)技術(shù)》2017年01期 論文類(lèi)型:期刊論文
【摘要】:針對(duì)纏繞復(fù)合材料殼體的低速?zèng)_擊問(wèn)題,采用試驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方法研究了不同沖擊能量下復(fù)合材料的沖擊響應(yīng)規(guī)律和損傷模式;谶B續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)方法建立了考慮材料強(qiáng)度威布爾分布的復(fù)合材料面內(nèi)損傷模型,并將模型通過(guò)用戶(hù)材料子程序VUMAT嵌入ABAQUS中模擬復(fù)合材料面內(nèi)損傷;同時(shí)采用cohesive單元模擬復(fù)合材料層間分層損傷。研究結(jié)果表明:在1.5k N沖擊力附近纏繞復(fù)合材料產(chǎn)生初始損傷,初始損傷出現(xiàn)后,沖擊力上升速率降低,并在最大沖擊力附近處出現(xiàn)明顯震蕩;當(dāng)沖擊力達(dá)到3.5k N左右時(shí)出現(xiàn)纖維破壞,沖擊力不再隨沖擊能量增加而增加。仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為一致,表明該模型適用于研究纏繞復(fù)合材料殼體的低速?zèng)_擊問(wèn)題。
[Abstract]:In view of the low speed impact problem of the wound composite shell, The impact response law and damage mode of composite materials under different impact energy were studied by means of test and simulation. Based on the damage mechanics method of continuous medium, the composite material considering Weibull distribution of material strength was established. Material in-plane damage model, The model is embedded in ABAQUS through the user material subroutine VUMAT to simulate the in-plane damage of composites, and the interlaminar delamination damage of composite is simulated by cohesive element. The results show that the initial damage is caused by winding the composite near 1.5kN impact force. After the initial damage appeared, the rising rate of the impact force decreased, and there was obvious oscillation near the maximum impact force, and when the impact force reached about 3.5 KN, the fiber damage occurred. The simulation results are in good agreement with the experimental results, which indicates that the model is suitable for the study of low speed impact of wound composite shells.
【作者單位】: 火箭軍工程大學(xué)動(dòng)力工程系;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(11302249)
【分類(lèi)號(hào)】:TB33
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,本文編號(hào):1652146
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