复合材料加筋板低速冲击响应分析

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1、第32卷第3期沈阳航空航天大学学报V01．32No．3—20l5年6月JournalofShenyangAerospaceUniversityJun．2015文章编号：2095—1248(2015)03—0001—05复合材料加筋板低速冲击响应分析赵维涛，杨其蛟，刘炜华(沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室，沈阳110136)摘要：基于ABAQUS软件及其子程序VUMAT，运用动态显式模拟方法，建立复合材料加筋板低速冲击有限元模型。通过对常用加筋板T800／924进行仿真模拟分析，得到5个不同冲击位置的响应结果，并与试验数据进行对比，给出影响低速冲击响应因素

2、的一般规律，为工程应用提供一种有效数值计算方法。关键词：复合材料加筋板；低速冲击；冲击响应；ABAQUS中图分类号：V211文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2015．03．001Analysisonthelow-velocityimpactresponseofstiffenedcompositepanelsZHAOWei—tao，YANGQi-jiao，LIUWei—hua(KeyLaboratoryofLiaortingProvinceforCompositeStructuralAnalysisofAerocraftandSimulatio

3、n，ShenyangAerospaceuIliVers时，Shenyang110136，China)Abstract：BasedonABAQUSanditssubprogramVUMAT，usingdynamicexplicitsimulation，thepaperproposesadynamicfiniteelementmodelforthelow—velocityimpactresponseofstiffenedcompositepanels．Thepaperanalyzestheimpactresponsesofastiffenedcompositepanel(T800／92

4、4)infivedifferentloca-tions．Thegenerallawsfortheinfluentialfactorsonlow—velocityimpactresponsesarediscussedbythecom-parisonwiththetestdata．ThispaperCanprovideaneffectivenumericalcalculationmethodforengineeringapplication．Keywords：stiffenedcompositepanels；low—velocityimpact；impactresponse；ABAQU

5、S由于复合材料具有比强度大、比刚度大和可设计性强等优点，在结构设计上可以代替现有的金属材料，在航空、航天等领域得到了广泛应用¨’3j。复合材料的实用性和安全性十分重要，复合材料加筋板的低速冲击问题尤为引人关注。复合材料加筋板在生产和使用维护过程中会受到外物的低能量冲击，这种冲击会对加筋板造成不收稿日期：基金项目：作者简介：可见且不可恢复的损伤，这类损伤会降低复合材料的性能，导致结构强度和使用寿命大幅下降，影响结构的安全性。对于复合材料加筋板低速冲击响应，国内外学者进行了很多研究。赵秀峰M1证明复合材料加筋板破坏的机制在不同的冲击位置是不同的；王一飞等¨1证明冲击响应参数和损伤参数可

6、以2014—12一05国家自然科学基金(项目编号：11272217)；航空科学基金(项目编号：2013ZA54004)；辽宁省教育厅资助基金(项目编号L2014072)；国防基础科研计划基金(项目编号：JCKY20132058002)赵维涛(1977一)，男，辽宁沈阳人，副教授，主要研究方向：飞机结构强度与可靠性，E—mail：zhwt201@126．tom。2沈阳航空航天大学学报第32卷通过有限元模拟的方法较准确地进行预测；孙旋[61运用试验和有限元模拟相结合的方式研究出几何参数对于损伤的影响；Gong"o通过对加筋板筋条间距、材料属性和冲击物质量的动态响应进行研究，得出一些符合

7、规律的结果；Tiebreak等哺1研究了材料参数、能量和几何参数等因素对低速冲击下加筋板损伤的影响。复合材料加筋板低速冲击损伤涉及的因素很多[9。121，对损伤的预测有一定难度，现有分析模型对冲击损伤计算没有考虑冲击造成损伤后加筋板材料属性下降的问题，导致数值结果不够准确，因此需要一个有效的力学分析模型，合理地描述冲击损伤演化过程。本文针对T型复合材料加筋板，运用ABAQUS软件及其子程序VUMAT，采用动态显式方法进行仿真，建立在低速冲击载荷下的复合材料加筋板模型，