斜纹机织热塑性复合材料低速冲击损伤及多尺度数值模拟研究

作     者：章韫杰 高飒飒 王泽雨 ZHANG Yunjie;GAO Sasa;WANG Zeyu

作者机构：陕西科技大学机电工程学院西安710021 

出 版 物：《宇航材料工艺》 (Aerospace Materials & Technology)

年 卷 期：2023年第53卷第6期

页      面：17-25页

核心收录：

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：陕西省科技厅自然科学基金(2020JQ-701) 

主　　题：多尺度模型 低速冲击 损伤 

摘      要：机织复合材料在服役过程中不可避免地遭受低速冲击而引起内部损伤,导致材料性能减退。本文以斜纹机织热塑性复合材料为研究对象,通过实验与模拟相结合的方法研究其在低速冲击下的损伤行为。构建了微观、介观和宏观串行的多尺度模型对斜纹机织热塑性复合材料低速冲击损伤行为进行预测,并在5和10 J的冲击能量下,对其进行低速冲击试验以验证该多尺度模型的正确性。结果表明,微观、介观和宏观串行的多尺度模型能够准确地预测出斜纹机织热塑性复合材料的冲击损伤特性;在较大的冲击能量下,材料正面和背面均出现了损伤,且损伤以纤维断裂为主;低速冲击数值模拟所预测的力响应曲线与试验结果表现出良好的一致性,数值模拟损伤面积的误差在10%以内。