复合材料层合板低速冲击及剩余压缩强度研究

来源 :第二十届全国复合材料学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:blnxy541
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  对碳纤维增强复合材料层合板开展低速冲击和剩余压缩强度试验研究;并基于有限元软件ABAQUS/Explicit模块,结合Cohesive界面单元和用户材料子程序VUMAT,建立预测复合材料层合板在低速冲击载荷作用下的3D有限元模型。将冲击损伤导入到压缩破坏模型中,进行层板冲击后压缩(CAI)性能的渐进损伤分析,实现复合材料层合板从低速冲击到剩余压缩强度的全过程模拟。将仿真结果与试验值对比,冲击后分层损伤面积和剩余压缩强度与试验吻合较好,从而验证了模型的有效性。
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复合材料会因孔隙、分层、裂纹等缺陷的存在而产生一定的残余应力。它既会影响构件的使用性能,又对材料的结构失效强度和尺寸稳定性有影响。为精确快速地检测出复合材料的残余应力大小及分布情况,从理论上推导出适用于准各向同性复合材料的声弹性表达式,建立了测试物理量声时差与内部应力之间的联系。同时为验证该理论的正确性,选用6061-T6铝合金板材作为实验研究对象,并分别采用X射线衍射法和理论推导的超声波方法对其
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碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP材料)由于具有一系列的优异性能,被广泛应用于飞机制造业.而CFRP材料中的孔隙率可能会影响材料的性能,甚至引起结构损坏.本文在已有的研究的基础上,建立了孔隙生成和生长的模型,分析了固化过程中各参数对孔隙度影响,并预测了孔隙度形核尺寸及生长尺寸.CFRP材料试样中的孔隙由工业CT法检测,结果与模型预测结果一致.此外,研究发现并分析了CFRP材料中孔隙的指数分布规律.