复合材料波纹梁盒段耐撞性的数值模拟

       复合材料在航空航天、汽车等领域的应用日益广泛，由于复合材料结构具有比吸能大的优点，因此复合材料及其结构的耐撞性成为近年来研究的热点。波纹梁盒段是直升机上重要的复合材料缓冲吸能结构，该结构形式不仅能够承受飞行器正常飞行时的剪切和弯曲载荷，同时还能很好地吸收碰撞过程中的能量，所以常常选择波纹梁盒段作为复合材料直升机的下底部结构，因此其耐撞性能的好坏直接关系到直升机机体耐撞性能的好坏。
 

       国内外已经对不同形式复合材料结构的抗坠特性进行了大量的试验与数值研究。数值研究主要运用PAM -CRASH、ABAQUS以及KRASH软件，最近也有部分研究采用MSC/DYTRAN软件。目前国内开展这方面的工作相对较少，而且主要集中在复合材料元件与简单结构的试验研究上，倪先平等‘卅运用DYNA3D软件对复合材料元件及结构进行了模拟。但由于复合材料结构的压溃过程实际上是由一系列的材料损伤破坏过程组成，边界及边界条件一直在变化，问题十分复杂，所以目前还没有一个公认的理论模型和模拟方法能有效描述复合材料结构失效破坏的全过程。同时由于复合材料结构碰撞试验具有周期长、难度大和费用高等缺点，所以探索运用有限元软件来模拟复合材料结构的碰撞吸能能力具有较强的实际应用价值。本文运用MSC/DYTRAN有限元软件对波纹梁盒段的破坏过程、载荷一时间曲线和能量吸收能力进行模拟，并与M.A.McCarthy的试验结果进行比较。数值分析采用了参数等效的方法，将层合复合材料等效为弹塑性材料，从而探索运用MSC/DYTRAN软件来模拟复合材料结构耐撞性的策略和方法。

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