复合材料A型芯层夹芯结构抗冲击性能的数值分析

摘要整理

本文采用有限元分析方法研究了碳纤维增强复合材料（CFRP）层板制成的夹芯结构的抗冲击性能。已有研究表明，在准静态平面压缩载荷下，A型芯层夹芯结构相比W型、Y型和X型芯层结构具有更优的力学性能，但其抗冲击性能的研究仍较为有限。本文重点研究了复合材料A型芯层结构对弹道冲击的抵抗能力。采用ABAQUS/explicit有限元分析软件，基于Hashin-Yeh失效准则和用户自定义子程序VUMAT中引入的渐进损伤模型，模拟了复合材料A型芯层结构的弹道冲击试验。首先通过实验和仿真验证了Y型芯层夹芯结构，以确定方法的准确性，随后对A型芯层夹芯结构进行了一系列弹道冲击仿真。通过改变冲击速度，模拟了弹道载荷对前后面板和芯层的损伤，阐明了夹芯结构的整体动态响应过程。采用弹道极限速度方程进行曲线拟合，作为评估A型芯层结构抗冲击性能的判据。结果表明，在相同相对密度和相同层数条件下，复合材料A型芯层夹芯结构的弹道极限速度大于Y型芯层夹芯结构。A型芯层结构的弹道极限速度比Y型芯层高12.23%，证明了A型芯层结构的抗冲击能力。此外，还研究了冲击位置对冲击响应的影响。

相关论文