復(fù)合材料波紋梁盒段耐撞性的數(shù)值模擬

       復(fù)合材料在航空航天、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，由于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)具有比吸能大的優(yōu)點(diǎn)，因此復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)的耐撞性成為近年來研究的熱點(diǎn)。波紋梁盒段是直升機(jī)上重要的復(fù)合材料緩沖吸能結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形式不僅能夠承受飛行器正常飛行時(shí)的剪切和彎曲載荷，同時(shí)還能很好地吸收碰撞過程中的能量，所以常常選擇波紋梁盒段作為復(fù)合材料直升機(jī)的下底部結(jié)構(gòu)，因此其耐撞性能的好壞直接關(guān)系到直升機(jī)機(jī)體耐撞性能的好壞。
 

       國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)不同形式復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的抗墜特性進(jìn)行了大量的試驗(yàn)與數(shù)值研究。數(shù)值研究主要運(yùn)用PAM -CRASH、ABAQUS以及KRASH軟件，最近也有部分研究采用MSC/DYTRAN軟件。目前國(guó)內(nèi)開展這方面的工作相對(duì)較少，而且主要集中在復(fù)合材料元件與簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究上，倪先平等‘卅運(yùn)用DYNA3D軟件對(duì)復(fù)合材料元件及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬。但由于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的壓潰過程實(shí)際上是由一系列的材料損傷破壞過程組成，邊界及邊界條件一直在變化，問題十分復(fù)雜，所以目前還沒有一個(gè)公認(rèn)的理論模型和模擬方法能有效描述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)失效破壞的全過程。同時(shí)由于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)碰撞試驗(yàn)具有周期長(zhǎng)、難度大和費(fèi)用高等缺點(diǎn)，所以探索運(yùn)用有限元軟件來模擬復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的碰撞吸能能力具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文運(yùn)用MSC/DYTRAN有限元軟件對(duì)波紋梁盒段的破壞過程、載荷一時(shí)間曲線和能量吸收能力進(jìn)行模擬，并與M.A.McCarthy的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。數(shù)值分析采用了參數(shù)等效的方法，將層合復(fù)合材料等效為彈塑性材料，從而探索運(yùn)用MSC/DYTRAN軟件來模擬復(fù)合材料結(jié)構(gòu)耐撞性的策略和方法。

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