本文研究了
复合材料结构耐撞性能数值模拟的策略和方法,包括接触一碰撞有限元理论、复合
材料层板破坏后的处理方法和薄弱单元的设置。对DYNA3D(研究版)软件进行了二次开发,加入了复合材料板破坏后的处理模块和能量计算模块。采用二次开发后的程序对波纹梁盒段的碰撞过程进行了数值模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行了比较。结果表明本文采用的分析复合材料结构耐撞性能的模拟策略和方法及建立的有限元模型是合理可行的。基于本文的结果可以认为所提出的模拟策略和方法能用于复合材料结构的耐撞性设计分析。
随着复合材料飞机中的日益广泛应用,需要研究复合材料结构的耐撞性问题。由于复合材料一般是脆性材料,如
碳纤维增强复合材料的失效应变仅是铝合金的5%左右,而能量吸收能力仅是铝合金的2%左右,所以复合材料结构的耗散能量机理与金属材料结构不同。试验研究表明复合材料结构主要是通过结构件的损伤破坏来耗散能量的,而金属材料结构主要是通过结构元件的屈曲失稳和材料的塑性变形来吸收能量的。
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