Al-CFRP复合管的径向压缩性能

摘要：

采用准静态径向压缩实验和有限元仿真相结合的方法,对碳纤维增强复合材料(CFRP)缠绕薄壁铝管(Al-CFRP)复合管的径向压缩性能和破坏机理进行了研究.实验表明,Al-CFRP复合管具有更稳定的失效破坏模式,相比纯CFRP管,其峰值载荷、总吸能和比吸能分别提高了77.4％,223.5％ 和39.6％,且相较纯Al管和纯CFRP管总吸能之和仍提高了41.6％.进一步对Al-CFRP复合管的破坏过程进行了有限元仿真,仿真得到的载荷 – 位移曲线和总吸能 – 位移曲线与实验结果吻合较好,验证了仿真模型的可靠性.通过结合Al-CFRP复合管实验结果与Al-CFRP复合管应力、应变分析,发现由于外层CFRP的束缚作用抑制了内衬Al管管壁因弯折过大而断裂,同时由于内衬Al管的支撑作用使得外层CFRP管未发生严重的纤维断裂和分层现象,因此Al-CFRP复合管可以有效抵抗管壁变形,提高径向压缩下的稳定性和吸能性.

关键词：径向压缩、有限元仿真、碳纤维增强复合材料、缠绕薄壁铝管、复合管、稳定性、吸能性

所属期刊栏目：47

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：纤维材料改性国家重点实验室开放课题项目KF1826;中央高校基本科研业务费专项资金项目2232018A3-02;上海工程技术大学研究生科研创新项目19KY0144,18KY0605

在线出版日期：2019-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：99-104