缠绕复合材料壳体低速冲击损伤试验与仿真研究

发布时间：2018-03-23 05:39

  本文选题：缠绕复合材料　切入点：低速冲击　出处：《推进技术》2017年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对缠绕复合材料壳体的低速冲击问题,采用试验和仿真相结合的方法研究了不同冲击能量下复合材料的冲击响应规律和损伤模式。基于连续介质损伤力学方法建立了考虑材料强度威布尔分布的复合材料面内损伤模型,并将模型通过用户材料子程序VUMAT嵌入ABAQUS中模拟复合材料面内损伤;同时采用cohesive单元模拟复合材料层间分层损伤。研究结果表明:在1.5k N冲击力附近缠绕复合材料产生初始损伤,初始损伤出现后,冲击力上升速率降低,并在最大冲击力附近处出现明显震荡;当冲击力达到3.5k N左右时出现纤维破坏,冲击力不再随冲击能量增加而增加。仿真结果与试验结果较为一致,表明该模型适用于研究缠绕复合材料壳体的低速冲击问题。
[Abstract]:In view of the low speed impact problem of the wound composite shell, The impact response law and damage mode of composite materials under different impact energy were studied by means of test and simulation. Based on the damage mechanics method of continuous medium, the composite material considering Weibull distribution of material strength was established. Material in-plane damage model, The model is embedded in ABAQUS through the user material subroutine VUMAT to simulate the in-plane damage of composites, and the interlaminar delamination damage of composite is simulated by cohesive element. The results show that the initial damage is caused by winding the composite near 1.5kN impact force. After the initial damage appeared, the rising rate of the impact force decreased, and there was obvious oscillation near the maximum impact force, and when the impact force reached about 3.5 KN, the fiber damage occurred. The simulation results are in good agreement with the experimental results, which indicates that the model is suitable for the study of low speed impact of wound composite shells.
【作者单位】： 火箭军工程大学动力工程系;
【基金】：国家自然科学基金(11302249)
【分类号】：TB33

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本文编号：1652146