復合材料含損傷結構剩余強度分析

       考慮層壓結構受沖擊后的“花生殼形”分層及分層的損傷引起的局部不對稱性和耦臺效應．并考慮壓縮加載過程中可能出現的多層分級屈曲．發展一種計算低能沖擊層壓板受壓剩余強度計算方法。數值分析表明本文的預測結果與試驗結果吻臺良好。

       飛機復合材料結構在制造和使用過程中不可避免地會遇到兩類低能沖擊，一類為工具墜落、設備撞擊以及人員踩踏等大質量低速度的沖擊源，另一類為跑道碎石、冰雹等小質量高速度的沖擊源。低能沖擊引起的損傷肉眼不可見．但對復合材料的壓縮性能影響很大，這主要是因為外來物的沖擊和碰撞很容易使層板內部產生分層，在壓縮載荷下分層區很容易局部屈曲．這種局部屈曲又會進一步引起分層擴展，從而使層板的總體壓縮承載能力大大下降，其抗壓強度將低于未損傷強度的一半，因此，復合材料的低能沖擊損傷研究對于復合材料的應用具有重要意義。預測層板沖擊后剩余強度是一個相當復雜的問題，國內外雖已進行了大量的研究工作，提出了多種預測方法。目前主要有兩種思路來分析層壓板的沖擊壓縮強度，第一種是基于層間應變能釋放率的分層擴展方法：第二種是把沖擊分層在出現局部屈曲后模擬為軟化夾雜進行強度分析。但是至今尚無比較理想的簡單實用、精確度高的預測方法。

       已有許多文獻介紹了分層屈曲的分析方法。這些方法均將分層區域模擬為具有一定厚度的圓形或橢圓形子層進行分析。實際上，通過采用滲透增強X光技術，結合熱解揭層方法測試碳纖維復臺材料試件沖擊損傷的分層面積后發現，其分層形狀為“花生殼形”（peanul shape），并指向下面一層的纖維方向，故本文將層板沖擊后分層形狀按“花生殼形”進行了屈曲分析和剩余壓縮強度計算，通過與試驗數據對比，證明本文的方法能進一步提高計算精度。

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