随着科技的发展与社会的进步,各国生产力不断提高,工业技术不断创新。尤其是汽车制造业,取得了极大的进步,汽车逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。随着汽车数量的增加,环境污染与资源匮乏的问题日益突显。为了解决污染与资源匮乏的问题,汽车生产企业开始使用热塑性碳纤维复合材料作为轻量化材料。热塑性碳纤维复合材料因为其高模量、低密度、可回收、无污染的优点,一直在轻量化材料领域占据着极其重要的地位。但价格高与韧性差一直是阻碍碳纤维复合材料发展的重要因素。为了降低成本并改善碳纤维复合材料的韧性,制造业开始对混杂复合材料进行研究。在工业生产中,复合材料汽车零部件存在较多拐角与突起结构,因此以方盒结构作为研究对象。为了保证复合材料制品在满足力学性能需求的同时可以降低生产成本,本文尝试将玻璃纤维复合材料与碳纤维复合材料混合搭配。为验证该方法的可行性与合理性,本文将利用数值仿真对碳纤维复合材料方盒与混杂复合材料方盒的抗冲击性能和吸能量进行比较。本文首先通过对碳纤维复合材料方盒进行低速动态冲击实验,依据实验数据使用Abaqus有限元仿真软件建立起碳纤维复合材料方盒落锤冲击模型。然后基于Abaqus的VUMAT子程序引入了以改进失效准则作为基体损伤失效判据的改进VUMAT子程序,从而建立了一种更符合本实验模型的损伤失效判定准则。以上述准则为基础对碳纤维/玻璃纤维复合材料混杂方盒进行动态冲击数值仿真。通过将碳/玻璃纤维复合材料混杂方盒的仿真计算结果与碳纤维复合材料方盒的仿真计算结果的载荷-位移曲线和吸能量进行分析,以及对最大载荷和吸能量的比较,来确定碳/玻璃纤维复合材料方盒与碳纤维复合材料方盒在动态冲击性能方面的优劣。结果表明,在使用同一损伤失效判断准则的前提下,碳纤维/玻璃纤维复合材料混杂方盒的抗冲击性能与碳纤维复合材料方盒的抗冲击性能相近,而且碳纤维/玻璃纤维复合材料混杂方盒还具有更高的吸能性能。因此在工业生产中,可以通过使用碳纤维复合材料铺层与玻璃纤维复合材料铺层混杂铺设进行零部件的设计与生产,从而达到降低生产成本的目的。