基于连续介质损伤力学的复合材料层合板低速冲击损伤模型

编号 zgly0001639975

文献类型 期刊论文

文献题名 基于连续介质损伤力学的复合材料层合板低速冲击损伤模型

作者 拓宏亮  马晓平  卢智先 

作者单位 西北工业大学航空学院  西北工业大学无人机研究所  中国科学院工程热物理研究所 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2018年07期

年份 2018 

分类号 TB33  V25 

关键词 复合材料层合板  低速冲击  Puck准则  损伤演化  连续介质损伤力学 

文摘内容 基于连续介质损伤力学(CDM)方法,建立了分析复合材料层合板低速冲击问题的三维数值模型。该模型考虑了层内损伤(纤维和基体损伤)、层间分层损伤和剪切非线性行为,采用最大应变失效准则预测纤维损伤的萌生,双线性损伤本构模型表征纤维损伤演化,基于物理失效机制的三维Puck准则判断基体损伤的起始,根据断裂面内等效应变建立混合模式下基体损伤扩展准则。横向基体拉伸强度和面内剪切强度采用基于断裂力学假设的就地强度(in-situ strength)。纤维和基体损伤本构关系中引入单元特征长度,有效降低模型对网格密度的依赖性。层间分层损伤情况由内聚力单元(cohesive element)预测,以二次应力准则为分层损伤的起始准则,B-K准则表征分层损伤演化。分别通过数值分析方法和试验研究方法对复合材料典型铺层层合板四级能量低速冲击下的冲击损伤和冲击响应规律进行分析,数值计算和试验测量的接触力-时间曲线、分层损伤的形状和面积较好吻合,表明该模型能够准确地预测层合板低速冲击损伤和冲击响应。