复合材料结构组件抗坠毁试验与渐进失效分析

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1、2014年12月北京航空航天大学学报December2014第40卷第12期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．12复合材料结构组件抗坠毁试验与渐进失效分析罗海波燕瑛孟祥吉梁祖典侯康(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)宫少波(哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，哈尔滨150066)摘要：对复合材料吸能结构盒段进行了耐撞性(crashworthiness)试验研究，得到吸能所关心的载荷一位移曲线，并获得相

2、应的平均载荷、峰值载荷以及吸收总能量相关吸能参数．考虑复合材料的各向异性本构关系，对有限元软件进行了二次开发．考虑含刚度退化的Hashin失效准则对结构组件进行渐进失效数值分析讨论．基于扩展的失效准则，设置相应的渐进削弱式的薄弱环节，模拟得到了吸能评价参数平均载荷值，数值计算得到的平均载荷值为361．10kN，并与试验结果进行了比较，其相对误差不超过7％，计算结果与试验结果取得较好一致性，表明这种方法模拟分析结构组件抗坠毁是有效可行的．关键词：复合材料结构组件；失效准则；渐进失效；平均载荷；数值分析中图分类

3、号：TB332：O347．1文献标识码：A文章编号：1001-5965(2014)12-1719-06ProgressivefailureanalysisandcrashworthinessexperimentforcompositestructuraldiscretenessLuoHaiboYanYingMengXiangjiLiangZudianHouKang(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsan

4、dAstronautics，Beijing100191，China)GongShaobo(CorporationofHarbinAircraftIndustryGroup，Harbin150066，China)Abstract：Theexperimentalcrashworthinessresearchonenergy—absorbingdiscretestructuresofcompositewascarriedout．Thecorrespondingenergyabsorptionload—displa

5、cementcurves，theaverageload，thepeakloadandthetotalenergy-absorbingparameterswereallobtained．Consideringtheanisotropicconstitutiverela．tionofcomposites，thesecondarydevelopmentofthefiniteelementsoftwarewasapplied．ConsideringtheHashinfailurecriterionwiththest

6、iffnessdegradationtheoryincluded，theprogressivefailurenumericalanaly—siswasdiscussedforthestructuraldiscreteness．Basedontheextendedfailurecriterion，agraduallyweaknessoflayuptriggerslinksstylewassetuprespectively，alsotheaverageloadofenergy—absorbingevaluati

7、onpa—rameterwasobtainedbynumericalsimulation，whichis361．10kN，Comparedwiththeexperimentalresults，therelativeerrorislessthan7％，andthenumericalsimulationresultsagreewellwiththoseoftheexperi．ments，whichindicatethefeasibilityandeffectivenessofthismethodtoestima

8、tetheerashworthinessofCOB．positestructuraldiscreteness．Keywords：compositediscretenessstructure；failurecriterion；progressivefailure；averageload；numericalanalysis收稿13期：2014-01-09；网络出版时间：2014-06-0914：39；DOI：10．1