碳纤维增强复合材料夹芯板的砰击损伤特性

摘要：

复合材料高速船舶在复杂多变的海况中航行时,由于船体结构自身的大幅升沉和纵荡运动,不可避免地会与波浪产生砰击作用,可能产生结构损伤甚至失效.采用欧拉-拉格朗日方法建立了复合材料层合板砰击数值模型,将模拟结果与文献中的试验结果进行对比,验证了流固耦合渐进损伤分析方法的可靠性.在此基础上,建立了碳纤维增强复合材料夹芯板入水砰击流固耦合数值模型,编写了VUMAT子程序,研究了复合材料夹芯板渐进损伤演化特性,分析了砰击水动力载荷、射流和水压分布特性,研究了砰击速度和斜升角对夹芯板损伤特性的影响规律.结果表明,碳纤维增强复合材料夹芯板入水砰击过程经历 4 个阶段,即初始增长阶段、波动阶段、急剧上升阶段和迅速下降阶段.砰击载荷作用下复合材料夹芯板产生基体损伤和分层损伤,随着砰击速度提升和斜升角增大,砰击水动力载荷逐渐增加,复合材料夹芯板面板损伤范围逐渐扩大.

关键词：砰击载荷、碳纤维复合材料、夹芯结构、损伤演化、流固耦合

所属期刊栏目：37

分类号：O347;U674.7(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金;武汉理工大学三亚科教创新园开放基金

在线出版日期：2023-04-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：106-116