碳纤维增强复合材料蒙皮泡沫夹芯板低速冲击响应优化及电动飞机机身蒙皮应用

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复合材料夹芯结构因其高强度、轻质量和抗疲劳性能优异而广泛应用于航空航天领域。然而，这类结构易受低能量冲击而产生损伤。为改善飞机蒙皮结构的抗冲击性能，采用落锤冲击试验对不同冲击能量和铺层序列的夹芯结构试件进行低速冲击试验，利用超声C扫描技术获取冲击损伤区域。基于Hashin失效准则，建立了复合材料夹芯结构低速冲击的有限元等效模型。模拟结果与C扫描试验结果的误差小于10%，数值预测与实验测量吻合良好。将该有限元等效模型应用于某电动飞机机身蒙皮夹芯结构的优化设计。优化前后层板总厚度保持不变，但抗冲击性能显著提升。研究表明±45°铺层对结构吸收冲击能量具有显著效果。该研究为复合材料夹芯结构在电动飞机机身蒙皮中的应用提供了理论指导和工程参考。

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