复合材料T形接头在复杂多轴应力状态下的三维失效准则与损伤评估

摘要整理

复合材料T形接头作为加筋件在薄壳航空结构中应用广泛，但这类结构易受低速冲击损伤，导致承载能力大幅下降。本文提出了一套完整的损伤敏感性和扩展规律评估方法。第一部分详细分析了三维应力状态，结果表明剪应力对基体失效和皮肤-加筋件界面脱粘有显著影响。第二部分建立了高保真三维损伤模型，采用改进的Hashin-Puck失效准则作为损伤起始判据，通过ABAQUS/EXPLICIT VUMAT用户子程序实现。层内损伤模型考虑三维应力状态和连续刚度退化理论，层间失效采用基于双线性牵引-分离律的内聚区模型。模型预测的力学响应、层内和层间损伤与实验结果具有良好的相关性，载荷-时间曲线的最大误差为8%，吸收能量的最大误差为2.5%。该方法能够有效预测集成复合材料结构的冲击行为。

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