复合材料薄壁方管准静态轴向压缩失效机理及吸能特性

论文摘要

以[±45]3s铺层的碳纤维增强复合材料薄壁方管为对象,进行准静态轴向压缩试验,研究其轴向压缩失效模式及破坏吸能特性。试验结果表明,[±45]3s方管在准静态轴向压缩载荷作用下的破坏模式为局部屈曲失效模式;在局部屈曲区,失效主要表现为纤维与基体断裂、分层以及轴向与纵向裂纹扩展,并耗散大量能量;在弹性区,能量耗散大部分由于层间分层,少部分来自于纤维与基体弹性变形。基于Puck2000基体失效准则与Yamada Sun纤维失效准则,研究建立单层壳、多层壳、层合壳3种有限元模型,对方管轴向压缩失效模式和吸能特性进行模拟。仿真结果表明,3种有限元模型能够在一定程度上复现[±45]3s方管轴向压缩失效模式及吸能特性,但层合壳模型能够更好地模拟[±45]3s方管局部屈曲的失效模式,且比吸能误差最小,仿真结果与试验结果最接近。

论文目录

• 1 复合材料方管试验件及准静态轴向压缩试验
• 2 轴向压缩破坏机理及吸能特性分析
•   2.1 轴向压缩破坏机理
•   2.2 吸能特性评价指标
•   2.3 吸能特性分析
• 3 复合材料方管结构有限元模型
•   3.1 单层壳模型
•   3.2 多层壳模型
•   3.3 层合壳模型
•   3.4 材料模型
•   3.5 复合材料失效准则
•   3.6 层间定义
• 4 复合材料方管轴向压缩仿真分析
•   4.1 轴向压缩仿真
•   4.2 吸能特性分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 冯振宇,周坤,裴惠,解江,牟浩蕾,詹绍正,杨鹏飞

关键词: 复合材料薄壁结构,失效机理,吸能特性,单层壳模型,多层壳模型,层合壳模型

来源: 高分子材料科学与工程 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,航空航天科学与工程

单位: 民航航空器适航审定技术重点实验室,中国民航大学适航学院,中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室

基金: 中央高校基本科研业务费中国民航大学专项(3122017020),中国民航大学科研启动基金(2017QD10S)

分类号: V214.8;TB332

DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0220

页码: 94-104

总页数: 11

文件大小: 1246K

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