基于非线性铺设角复合材料层合板的抗低速冲击性能研究

作     者：任毅如 邓亚斌 Ren Yiru;Deng Yabin

作者机构：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082 

出 版 物：《航空科学技术》 (Aeronautical Science & Technology)

年 卷 期：2021年第32卷第12期

页      面：84-90页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51621004) 

主　　题：低速冲击 复合材料层合板 非线性铺设角 耐撞性 有限元 

摘      要：复合材料层合板由于具有轻质高强、设计性强等优良性能,在航空航天等领域得到广泛运用。其每层的铺设角度对层合板的力学性能具有重要影响。为了提高层合板抗低速冲击性能,对层合板的铺设角进行了设计,并对其在低速冲击下进行破坏机理研究,建立了非线性铺设角层合板低速冲击有限元模型。采用渐进损伤模型研究了材料的破坏行为,采用基于应力的破坏准则、断裂能准则和刚度退化法模拟纤维、基体和分层界面损伤开始及演化。通过对非线性铺设角层合板的最大峰值载荷、能量吸收和破坏行为的分析,详细揭示非线性铺设角对层合板抗低速冲击性能的影响及其失效机理。结果表明,非线性铺设角对层合板抗低速冲击性能有重要影响。本研究为改善层合板抗低速冲击性能提供了一定的设计依据。