纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体准静态压缩吸能机制
本文选题:纤维缠绕 + 复合材料 ; 参考:《复合材料学报》2017年08期
【摘要】:提出并设计了一种新型纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体吸能结构单元。为探讨其在准静态压缩载荷作用下初始损伤的产生、扩展及演变规律,基于ABAQUS建立该单元数值分析模型,并开展了准静态压缩试验。数值模拟与试验现象综合分析表明,准静态压缩载荷作用下单元结构的响应具有三阶段特征,包括初始线弹性压缩阶段、渐进损伤阶段和结构破坏阶段。固体浮力芯材在压缩载荷作用下产生塑性损伤变形和剪切断裂破坏,纤维缠绕复合材料表层在芯材横向膨胀效应引起的环向应力作用下发生环向纤维的拉伸断裂破坏,导致单元结构稳态吸能过程的终止。研究结果表明,该单元比吸能效率远高于传统的复合材料圆柱壳结构。
[Abstract]:A new type of fiber winding composite sandwich cylinder energy absorption structure unit is proposed and designed to explore the generation, expansion and evolution of the initial damage under the quasi static compression load. A numerical analysis model is set up based on ABAQUS, and the quasi static compression test is carried out. The comprehensive analysis of numerical simulation and experimental phenomena is carried out. The response of the unit structure under the quasi static compression load has three stages, including the initial line elastic compression stage, the progressive damage stage and the structural failure stage. The solid buoyancy core produces plastic damage and shear fracture and the shear fracture under the compression load. The surface of the filament wound composite material is induced by the lateral expansion effect of the core material. The tensile fracture of the ring fiber is caused by the cyclic stress, which leads to the termination of the steady energy absorption process of the unit structure. The results show that the energy absorption efficiency of the unit is much higher than that of the traditional composite cylindrical shell structure.
【作者单位】: 海军工程大学舰船工程系;
【基金】:国家自然科学基金面上项目(51479205)
【分类号】:TB33
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,本文编号:2105303
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