本文關(guān)鍵詞：復(fù)合材料層合板低速沖擊損傷表征與開孔分析

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【摘要】：復(fù)合材料在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛,并且在結(jié)構(gòu)中開始作為承力件。低速沖擊事件以其高發(fā)性、高隱蔽性和高危害性的特點,嚴(yán)重的危害了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。在這些工程應(yīng)用的背景下,本文對復(fù)合材料層合板進行了低速沖擊后損傷表征的研究,并且針對含孔層合板討論了開孔因素對其低速沖擊響應(yīng)的影響。本文以落錘沖擊試驗機為平臺,依照美國材料與試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn),搭建了一個低速沖擊試驗平臺;使用FORTRAN語言編寫了基于剛度漸進折減和三維Hashin損傷失效準(zhǔn)則的用戶自定義材料子程序,與粘結(jié)單元損傷理論一起建立了一個三維低速沖擊有限元模型。通過對復(fù)合材料層合板進行落錘沖擊試驗,更好地了解了低速沖擊載荷下層合板的損傷模式和損傷情況,對三維低速沖擊有限元模型進行了系數(shù)修正和正確性驗證,使得仿真分析與試驗結(jié)果的吻合度更好。利用上述研究方式,本文通過對比分析得到如下結(jié)論:(1)對于無孔層合板,在經(jīng)過低速沖擊后,層合板上表面凹坑深度隨著沖擊能量變化的趨勢與層合板內(nèi)部分層面積隨著沖擊能量變化的發(fā)展情況完全一致,可以使用上表面凹坑深度作為層合板內(nèi)部分層損傷程度的一個衡量標(biāo)準(zhǔn)。層合板基體、纖維損傷隨著沖擊能量的增大,增長速度慢慢變緩,與上述兩種損傷表現(xiàn)出的增長特征不同。(2)開孔因素會對層合板的沖擊響應(yīng)造成影響,其中開孔位置與沖擊點的距離影響較大,開孔形狀影響較小。隨著開孔位置與沖擊點距離的增大,整個低速沖擊持續(xù)的時間變短,沖擊力峰值變大;層合板內(nèi)部分層面積最大的層間粘結(jié)層將會改變位置,并且分層損傷的擴展方向改變?yōu)橄喾吹姆较�。對于開孔形狀來講,含圓孔層合板在本文中提到的三種含孔板中沖擊力峰值最小,孔邊的分層損傷不明顯,其它損傷情況大致相同。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB33

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本文編號：1271872