力学与失效英文2020被引 22

基于网格特征数值方法的纤维金属层板冲击后残余强度研究

Determining effects of impact loading on residual strength of fiber-metal laminates with grid-characteristic numerical method

K. A. Beklemysheva, В. И. Голубев, И. Б. Петров, A. V. Vasyukov · Moscow Institute of Physics and Technology

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期刊 / 来源Chinese Journal of Aeronautics

卷/期/页34 / 7 / 1-12

DOI10.1016/j.cja.2020.07.013

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关键词：纤维金属层板低速冲击微小可见冲击损伤网格特征数值方法残余强度Hashin失效准则碳纤维增强复合材料

摘要整理

网格特征数值方法（GCM）在航空流体动力学问题中应用广泛，同样适用于固体力学领域。该方法能够实现复杂的边界条件和接触条件，包括无反射边界和可破坏接触，这对低速冲击（LVI）作用下纤维增强复合材料和纤维金属层板（FML）的精确建模至关重要。低速冲击产生的微小可见冲击损伤（BVID）虽然肉眼难以察觉，常规超声检测设备也难以检出，但会严重影响复合材料航空部件的残余强度。BVID类损伤可能由鸟撞或冰雹等微弱冲击引起，准确评估其对部件残余强度的影响对超声诊断技术发展具有重要指导意义。本研究采用GCM对FML航空蒙皮部件进行全过程加载分析。该FML由碳纤维增强复合材料（CFRP）和上表面单层钛合金组成。单次计算循环包括小型冲击体产生的低速冲击和相对缓慢的面内压缩加载。通过数值计算获得了整个加载过程中的速度和应力分布的三维时间序列，采用Hashin失效准则分析了破坏模式，并对损伤演化规律进行了深入讨论。

基于网格特征数值方法的纤维金属层板冲击后残余强度研究

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