本文研究了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)耐撞性能數(shù)值模擬的策略和方法，包括接觸一碰撞有限元理論、復(fù)合材料層板破壞后的處理方法和薄弱單元的設(shè)置。對DYNA3D（研究版）軟件進(jìn)行了二次開發(fā)，加入了復(fù)合材料板破壞后的處理模塊和能量計(jì)算模塊。采用二次開發(fā)后的程序?qū)Σy梁盒段的碰撞過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明本文采用的分析復(fù)合材料結(jié)構(gòu)耐撞性能的模擬策略和方法及建立的有限元模型是合理可行的。基于本文的結(jié)果可以認(rèn)為所提出的模擬策略和方法能用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的耐撞性設(shè)計(jì)分析。
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復(fù)合材料結(jié)構(gòu)耐撞性能的數(shù)值模擬.pdf
隨著復(fù)合材料飛機(jī)中的日益廣泛應(yīng)用，需要研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的耐撞性問題。由于復(fù)合材料一般是脆性材料，如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的失效應(yīng)變僅是鋁合金的5%左右，而能量吸收能力僅是鋁合金的2%左右，所以復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的耗散能量機(jī)理與金屬材料結(jié)構(gòu)不同。試驗(yàn)研究表明復(fù)合材料結(jié)構(gòu)主要是通過結(jié)構(gòu)件的損傷破壞來耗散能量的，而金屬材料結(jié)構(gòu)主要是通過結(jié)構(gòu)元件的屈曲失穩(wěn)和材料的塑性變形來吸收能量的。
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