復合材料層合板的損傷容限是復合材料結構設計的關鍵因素。針對碳纖維增強復合材料（CFRP）層合板低速沖擊損傷和壓縮破壞問題,本文基于連續(xù)損傷力學和粘結單元模型,在ABAQUS中對兩種不同沖擊能量下的層合板進行了低速沖擊和沖擊后壓縮仿真分析,并對層內和層間損傷進行了研究,分析了層合板的沖擊損傷與壓縮失效行為,通過與試驗結果進行對比,驗證了該模型的有效性。研究結果表明:沖擊損傷對層合板的剩余壓縮強度有著重要影響,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】：復合材料科學與工程. 2020,(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

CFRP層合板低速沖擊試驗平臺

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

圖5為復合材料層合板低速沖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,因此損傷更為嚴重。更為精確的分層損傷面積計算可以通過測量來獲得,通過測量可以發(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,從而驗證了之前的觀察。圖6為25 J沖擊能量下不同子層結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。這是因為靠近沖擊面的層合板承受了較大的沖擊力,因此分層損傷比較嚴重。圖6 25 J沖擊能量下不同層的分層損傷面積

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3335414