復(fù)合材料層合板的損傷容限是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。針對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）層合板低速?zèng)_擊損傷和壓縮破壞問題,本文基于連續(xù)損傷力學(xué)和粘結(jié)單元模型,在ABAQUS中對(duì)兩種不同沖擊能量下的層合板進(jìn)行了低速?zèng)_擊和沖擊后壓縮仿真分析,并對(duì)層內(nèi)和層間損傷進(jìn)行了研究,分析了層合板的沖擊損傷與壓縮失效行為,通過與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該模型的有效性。研究結(jié)果表明:沖擊損傷對(duì)層合板的剩余壓縮強(qiáng)度有著重要影響,試件的破壞開始于沖擊損傷區(qū)域,并逐漸擴(kuò)展到層合板的邊緣,壓縮力快速下降,層合板最終失效。 

【文章來源】：復(fù)合材料科學(xué)與工程. 2020,(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

CFRP層合板低速?zèng)_擊試驗(yàn)平臺(tái)

其中:GS=Gs+Gt;GT=Gn+Gs;G n C 、G s C 和G t C 分別為法向與兩個(gè)切向的臨界斷裂能;η的取值與材料有關(guān),本文中,選取η=1.45。4 結(jié)果與結(jié)論

圖5為復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊后沿厚度方向所得的分層損傷投影面積。通過觀察圖形可以發(fā)現(xiàn),分層損傷的輪廓可以大概看作橢圓形,相比于15 J沖擊能量的層合板,25 J沖擊能量層合板的分層區(qū)域面積更大,因此損傷更為嚴(yán)重。更為精確的分層損傷面積計(jì)算可以通過測(cè)量來獲得,通過測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)15 J和25 J沖擊能量下的分層面積分別為197 mm2、267 mm2,從而驗(yàn)證了之前的觀察。圖6為25 J沖擊能量下不同子層結(jié)合面處的層間分層損傷(沖擊背面為第1層),從圖中可以看出,離沖擊面距離越近,分層區(qū)域面積越大,沖擊面的分層區(qū)域面積明顯大于沖擊背面的損傷區(qū)域面積。這是因?yàn)榭拷鼪_擊面的層合板承受了較大的沖擊力,因此分層損傷比較嚴(yán)重。圖6 25 J沖擊能量下不同層的分層損傷面積

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3335414