混杂复合材料潮流涡轮机偶然撞击下力学性能的综合数值研究

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复合材料潮流涡轮喷管在维护或安装操作过程中可能受到撞击载荷，导致隐性损伤。因此，分析撞击诱发的损伤对设计具有更好抗损伤性能的混杂复合喷管至关重要。本研究针对碳/玻纤混杂复合喷管的低速撞击行为（LVI）进行了深入调查。研究采用玻璃纤维和碳纤维构成的不同铺层序列配置，共比较了五种不同的层板结构。撞击位置集中在喷管前缘区域。利用有限元法（FEM）基于Hashin失效准则，通过ABAQUS软件对受损层板进行了分析。通过能量守恒验证了数值模型的准确性。进一步研究了偶然撞击对混杂复合喷管动态响应的影响及其诱发的损伤。研究结果表明，会产生基体开裂（外/内表面）和径向裂纹等损伤形式。其中，CCC（碳/碳/碳）和CGG（碳/玻璃/玻璃）铺层序列的混杂喷管相比其他配置具有更强的抗撞击性能。该研究为潮流能装置的可靠性设计提供了重要参考。

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