层合板冲击弯曲损伤研究

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1、学校代码：10286分类号：TB122密级：公开UDC：531学号：150897层合板冲击弯曲损伤研究研究生姓名：钱意彦导师姓名：董萼良申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称力学论文答辩日期2018年5月30日二级学科名称学位授予日期20年月日答辩委员会主席韩晓林评阅人S005314-1S005314-22018年6月6日硕士学位论文层合板冲击弯曲损伤研究专业名称：力学研究生姓名：钱意彦导师姓名：董萼良中国南京东南大学二零一八年五月STUDYONDAMAGEOFLAMINATESDU

2、ETOIMPACTBENDINGAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYQIANYiyanSupervisedbyAssociateProf.DONGE-liangDepartmentofEngineeringMechanicsSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研

3、宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：＾ｂ期：站／ｒｙ东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司、有权保留本人所送交学位论文的

4、复印件和电子文档，可以采用影印缩印或其他一致复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相。除在保密期）内的保密论文外，，允许论文被查阅和借阅可以公布（包括以电子信息形式刊登论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。彳｜於卜又研宄生签名：紛，导师签名摘要摘要复合材料层合板工作环境中常会受到冲击载荷。为充分利用材料性能，需根据动态下材料性能进行设计，因而研究层合板动态力学性能至关重要。本文针对碳/环氧树脂

5、复合材料层合板冲击弯曲损伤问题开展研究。基于准静态及落锤冲击弯曲试验数据，得到了层合板层间强度修正系数，建立了层合板弯曲失效模型，研究了加载速率对层合板抗弯曲性能的影响，并与试验结果对比验证强度修正系数的可靠性和弯曲失效模型的合理性。此外，本文进一步将所得到的强度修正系数应用于多种铺层形式的复合材料层合板失效研究中，并预报其弯曲性能。具体研究工作和结论如下:(1)开展了单向增强碳/环氧树脂复合材料板准静态及落锤冲击四点弯试验，分析了加载速率对单向增强层合板弯曲损伤的影响规律。纤维与基体间界面脱粘致

6、使纯弯段纤维束发生局部屈曲会引起层合板丧失承载力。低速冲击载荷下层合板弯曲极限应力比准静态下提高了13%~22%，其原因是低速冲击载荷下界面分层损伤小于准静态下分层损伤。随着加载速率的提高损伤模式有由界面脱粘向界面周边基体开裂转变的趋势。(2)基于不同速率下的四点弯试验数据，引入了一种基于界面层张开速率动态失效强度参数修正因子。建立了分层均匀的层合板模型并进行了动态弯曲失效计算，仿真结果与试验数据具有较高的一致性，表明使用的失效分析模型是合理的。(3)将基于张开速率层间强度修正系数用于多种铺层形式

7、的层合板弯曲失效仿真，预报不同铺层形式层合板的动态弯曲性能，为常规铺层形式的碳/环氧树脂复合材料层合板抗冲击弯曲力学性能提供参考依据。关键词：碳/环氧树脂基层合板；落锤冲击；四点弯测试；ABAQUS失效分析；动态失效预测IAbstractAbstractLaminatesareoftensubjectedtoimpactloadinginworkingenvironment.Inordertotakefulladvantageofthematerialproperties,itisnecessar

8、ytogainingthedynamicpropertiesoflaminatestodesign.Soitisvitallyimportanttostudythedynamicmechanicalpropertiesoflaminates.Inthispaper,thedamageofcarbon/epoxylaminatesduetoimpactbendingisstudied.Basedonthequasi-staticbendingtestsanddropweightimp