复合材料层板冰雹高速冲击损伤预测及失效分析

摘要：

针对冰雹冲击对复合材料结构安全造成的潜在风险,提出了一种基于连续介质损伤力学的非线性有限元模型,研究了碳纤维复合材料层板冰雹高速冲击力学行为.综合采用拉格朗日法和光滑粒子流体动力学(SPH)法对冰雹进行建模,引入水的状态方程描述冰雹破碎后的流动特性;考虑应变率的单向复合材料本构模型,根据三维Hashin失效准则及材料刚度折减方案,进行复合材料层内损伤预测;引入界面单元结合双线性内聚力模型模拟层间分层现象;编写用户材料VUMAT子程序,实现基于ABAQUS/Explicit显式模块的数值求解.模拟了冰雹高速冲击复合材料层板的瞬态过程,分析了材料的损伤特性和失效机理.探讨了冰雹冲击速度、冲击角度对层板冲击损伤性能的影响,为复合材料结构冰雹冲击问题数值分析提供参考.

关键词：碳纤维复合材料、冰雹冲击、高速冲击、损伤、数值模拟

所属期刊栏目：48

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：江苏省普通高校研究生科研创新计划项目;江苏省自然科学基金;机械结构力学及控制国家重点实验室开放课题

在线出版日期：2022-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：698-707