復(fù)合材料加筋板沖擊損傷及損傷容限研究.pdf

1、隨著復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的不斷發(fā)展，其抗沖擊性能也越來越受到人們的關(guān)注。作為可以提高復(fù)合材料層合板抗沖擊性能的加筋板結(jié)構(gòu)，也開始在易受沖擊的部位逐漸替代層合板結(jié)構(gòu)。本文重點(diǎn)研究了加筋板三個(gè)不同位置受沖擊后的損傷狀態(tài)，以及在受沖擊后的剩余壓縮強(qiáng)度。用有限元軟件建立計(jì)算模型，模擬沖擊試驗(yàn)，以此分析加筋板結(jié)構(gòu)受沖擊后的損傷機(jī)理。 本文采用重物下落法在加筋板的三個(gè)不同位置進(jìn)行低速?zèng)_擊試驗(yàn)，并用智能超聲C掃描儀探測損傷圖像。通過

2、對比三個(gè)不同位置的損傷圖像，發(fā)現(xiàn)加筋板不同位置受沖擊時(shí)，其吸收沖擊能量和破壞機(jī)制是不同的，導(dǎo)致沖擊后的損傷狀態(tài)也有很大的差異。 利用LS-DYNA軟件中Tie-break技術(shù)，并編制相應(yīng)計(jì)算程序，建立加筋板沖擊模型。利用LSPREPOSTD軟件跟蹤模擬中的沖擊力歷程、結(jié)構(gòu)撓度，繪制結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)及層合板的應(yīng)力?？梢园l(fā)現(xiàn)：加筋條對層合板抗沖擊性能的提高有明顯的作用；沖擊位置離筋條越近，層合板損傷面積越小，但筋板脫粘現(xiàn)象越嚴(yán)重；加筋

3、板受沖擊后層合板的最終損傷狀態(tài)呈不規(guī)則橢圓形，其長軸一般指向剛度大的方向。通過與試驗(yàn)得出的損傷圖像進(jìn)行比較，驗(yàn)證了本文的模型可以較準(zhǔn)確的反映真實(shí)情況。 利用液壓萬能試驗(yàn)機(jī)對低速?zèng)_擊后的加筋板進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，以檢測加筋板在不同位置受沖擊后的損傷容限。試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，如果加筋條和層合板膠接狀態(tài)良好，那么不僅加筋條可以有效延緩層合板的分層擴(kuò)展，層合板也會(huì)阻礙加筋條的彎曲；如果筋板完全分離，那么在受壓縮載荷后，加筋條很容易發(fā)生彎曲，層合板也容