纖維纏繞復(fù)合材料夾芯圓柱體準(zhǔn)靜態(tài)壓縮吸能機制
本文選題:纖維纏繞 + 復(fù)合材料; 參考:《復(fù)合材料學(xué)報》2017年08期
【摘要】:提出并設(shè)計了一種新型纖維纏繞復(fù)合材料夾芯圓柱體吸能結(jié)構(gòu)單元。為探討其在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮載荷作用下初始損傷的產(chǎn)生、擴展及演變規(guī)律,基于ABAQUS建立該單元數(shù)值分析模型,并開展了準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗。數(shù)值模擬與試驗現(xiàn)象綜合分析表明,準(zhǔn)靜態(tài)壓縮載荷作用下單元結(jié)構(gòu)的響應(yīng)具有三階段特征,包括初始線彈性壓縮階段、漸進損傷階段和結(jié)構(gòu)破壞階段。固體浮力芯材在壓縮載荷作用下產(chǎn)生塑性損傷變形和剪切斷裂破壞,纖維纏繞復(fù)合材料表層在芯材橫向膨脹效應(yīng)引起的環(huán)向應(yīng)力作用下發(fā)生環(huán)向纖維的拉伸斷裂破壞,導(dǎo)致單元結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)吸能過程的終止。研究結(jié)果表明,該單元比吸能效率遠高于傳統(tǒng)的復(fù)合材料圓柱殼結(jié)構(gòu)。
[Abstract]:A new type of fiber winding composite sandwich cylinder energy absorption structure unit is proposed and designed to explore the generation, expansion and evolution of the initial damage under the quasi static compression load. A numerical analysis model is set up based on ABAQUS, and the quasi static compression test is carried out. The comprehensive analysis of numerical simulation and experimental phenomena is carried out. The response of the unit structure under the quasi static compression load has three stages, including the initial line elastic compression stage, the progressive damage stage and the structural failure stage. The solid buoyancy core produces plastic damage and shear fracture and the shear fracture under the compression load. The surface of the filament wound composite material is induced by the lateral expansion effect of the core material. The tensile fracture of the ring fiber is caused by the cyclic stress, which leads to the termination of the steady energy absorption process of the unit structure. The results show that the energy absorption efficiency of the unit is much higher than that of the traditional composite cylindrical shell structure.
【作者單位】: 海軍工程大學(xué)艦船工程系;
【基金】:國家自然科學(xué)基金面上項目(51479205)
【分類號】:TB33
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,本文編號:2105303
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