缝合复合材料加筋壁板低速冲击损伤分析

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:songyonghuan
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复合材料具有比强度高、比刚度高、可设计性等一系列优点,已在航空航天领域得到了广泛的应用。传统层合复合材料由于自身弱点,在受到低速冲击后容易产生分层损伤,限制了其优势的发挥。缝合加筋壁板是在复合材料加筋板基础上,引入厚度方向缝线,既提高了结构的抗冲击性能又保留了传统复合材料良好的面内性能,具有广泛的应用前景,对缝合加筋壁板低速冲击损伤进行研究,具有重要的理论意义和应用价值。本文基于三维动力学有限元法,采用三维实体单元模拟单层板和筋条,采用界面单元模拟层间界面,以空间杆单元模拟缝线,建立了缝合加筋壁板在低速冲击载荷作用下的渐进损伤分析模型。面内采用基于应变描述的Hashin失效准则进行损伤判断,采用部分刚度折减方法对面内的材料进行退化;层间采用二次应力准则进行初始损伤判断,采用双线性折减方法对界面的性能进行折减。通过对数值仿真结果和试验值进行比较,验证了该方法的合理性。并对比了缝合与未缝合加筋壁板低速冲击响应和损伤演化过程,同时讨论了冲击能量、冲击位置、缝合参数以及筋条形式等因素对缝合加筋壁板低速冲击性能的影响,得到了一些具有意义的结论。
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