低速碰撞下复合材料叠层板的微裂纹演化及其对弹性模量的影响

摘要：

采用双线性特性破坏模型研究了复合材料叠层板各层内部开裂裂纹的演化；通过引入弹性模量的裂纹影响系数表示,推导出裂纹影响系数与应变及应变率之间的微分关系,并得到裂纹耗散功率与裂纹影响系数变化率之间的关系.通过计算不同初始碰撞速度下复合材料叠层板的应变、应变率响应以及裂纹影响系数的演化,得到整个冲击过程中各层内任意点附近裂纹开裂情形及其对弹性模量的影响；通过检查界面各点处的裂纹影响系数是否发生改变,预测了碰撞完成之后复合材料叠层板中各层内微裂纹的分布区域位置与大小；并将该预测结果与其他破坏准则计算结果进行了比较.计算结果表明,在碰撞过程中各层内任意点处的应力值超过其屈服强度后,该点附近的弹性模量开始发生衰减,衰减大小随铁球初始碰撞速度的增大而增大.在四边夹支的边界条件下,复合材料叠层板的裂纹分布区域同样最先出现在碰撞点及边界中点位置,区域面积随初始碰撞速度的增大不断扩大.

关键词：复合材料叠层板、碰撞、裂纹演化、耗散功率、破坏准则

所属期刊栏目：31

分类号：TB330.1(工程材料学)

资助基金：湖南省青年骨干教师培养项目资助

在线出版日期：2012-04-20（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：167-172