力学与失效英文2023被引 15

轨道车辆用碳纤维增强塑料层板粘接修复低速冲击的试验与仿真研究

Experimental and simulation study on bonded repaired low-velocity impact of carbon fiber reinforced plastic laminates for rail vehicles

Xuanzhen Chen, Yong Peng, Kui Wang, Xin Wang, Zhixiang Liu, Zhiqiang Huang, Honghao Zhang · Central South University

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期刊 / 来源Journal of Materials Research and Technology

卷/期/页28 / 446-458

DOI10.1016/j.jmrt.2023.12.005

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关键词：碳纤维增强复合材料粘接修复低速冲击有限元仿真渐进损伤模型分层损伤轨道车辆

摘要整理

本研究以轨道车辆用高强度碳纤维增强复合材料层板为研究对象，将其加工成穿孔试样，采用相同材料的贴片进行粘接修复。通过试验和仿真研究了修复层板在25J和30J低速冲击能量下的力学响应，考察了贴片厚度、尺寸半径和铺层角度的影响。在Abaqus/Explicit中建立有限元仿真模型，采用基于三维Hashin失效准则的渐进损伤模型模拟纤维和基体的层内损伤，利用内聚力模型模拟分层损伤。根据有限元分析结果，分析了修复层板冲击损伤的机制和过程。基于验证的有限元模型，研究了贴片尺寸、厚度和铺层角度对冲击响应的影响规律。结果表明：贴片半径降低至15mm或厚度降低至2.1mm仍能抵抗30J冲击能量；贴片铺层角度对修复层板冲击响应影响较小，但90°铺层角度对抑制贴片内分层损伤有效。

轨道车辆用碳纤维增强塑料层板粘接修复低速冲击的试验与仿真研究

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