互锁式复合材料Kagome晶格结构的准静态和动态压缩性能研究

摘要整理

本文通过实验和数值模拟研究了碳纤维增强复合材料（CFRP）Kagome晶格结构在准静态加载和低速冲击下的压缩性能。采用互锁方法制备了CFRP Kagome晶格结构，进行了准静态压缩和低速冲击实验，探索了其失效机制。建立了包含三维Hashin准则和渐进损伤演化的用户自定义材料子程序（VUMAT），并在精细有限元模型中实现，用于模拟复合材料晶格结构的失效行为。有限元模拟结果与实验结果吻合良好。研究表明，CFRP Kagome晶格结构的面内刚度和失效模式对加载方向敏感。准静态加载下，CFRP Kagome晶格结构依次经历弹性变形、弯曲/屈曲失效、肋条断裂和结构崩溃。低速冲击下，结构在槽口处产生多处断裂，动态响应的最大峰值随冲击速度增加而增大。研究结果为Kagome晶格结构在航空航天等领域的应用提供了重要的设计参考。

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