【摘 要】
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复合材料蜂窝夹芯板是由上下两块复合材料层板和中间的蜂窝芯子组成,由于蜂窝芯子增加了整/卜结构的刚度,同时具有良好的吸能性,显著提高了复合材料蜂窝夹芯板的抗冲击能力和损
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复合材料蜂窝夹芯板是由上下两块复合材料层板和中间的蜂窝芯子组成,由于蜂窝芯子增加了整/卜结构的刚度,同时具有良好的吸能性,显著提高了复合材料蜂窝夹芯板的抗冲击能力和损伤容限,日益受到复合材料学术界的高度关注。目前,针对复合材料蜂窝夹芯板,更多研究集中于该材料的面内力学性能分析,而对其在低速冲击载荷作用下的动态响应和损伤研究还十分有限,现有工作主要以试验研究为主。因此,开展复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击研究,建立有效的低速冲击损伤分析力学模型,已成为复合材料蜂窝夹芯板研究领域亟待解决的关键问题之一,具有十分重要的学术意义和工程实用价值。
本文通过三维动力学有限元建立了复合材料蜂窝夹芯板在低速冲击作用下的渐进损伤分析模型。该模型中将蜂窝夹芯等效为均匀的正交各项异性材料,采用基于应变的Hashin三维失效准则和Yeh分层失效准则对复合材料面板损伤进行判断,使用部分刚度折减对损伤材料性能进行退化。利用用户子程序将损伤判据和刚度折减方案引入到abaqus软件中,模拟了复合材料蜂窝夹芯板低速冲击损伤渐进过程,并与试验结果进行验证,证明了该方法的合理性,最后讨论了各种参数对冲击响应和冲击损伤的影响。
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