SMA复合材料低速冲击数值模拟方法

发布时间：2017-10-15 02:40

  本文关键词：SMA复合材料低速冲击数值模拟方法

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【摘要】：利用形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)独特的超弹性效应,提出一种利用形状记忆合金提高复合材料结构抗低速冲击性能的方法.基于形状记忆合金的分段化线性简化模型,利用ABAQUS有限元软件提供的VUMAT子程序编制了SMA合金超弹性本构关系并将其引入到复合材料层板低速冲击模型,提出了含SMA复合材料低速冲击数值模拟方法.研究形状记忆合金利用迟滞阻尼特性吸收部分形变能量并加以释放的过程,探讨SMA纤维对复合材料层板抗冲击性能的增强规律.结果表明,随着SMA体积分数的提高,复合材料层板的冲击应力峰值和挠度会下降,但在低SMA体积分数(10%)情况下,对挠度的改善作用不明显;同时随着SMA体积分数增加,单位体积SMA的冲击能量吸收率会降低,在SMA体积分数为5%~10%时,SMA纤维具有最高的能量吸收率.得出了SMA纤维具有改善复合材料抗冲击性能的作用的结论.
【作者单位】： 北京航空航天大学能源与动力工程学院;先进航空发动机协同创新中心;
【关键词】： 有限元分析 形状记忆合金 SMA复合材料 本构模型 低速冲击
【基金】：高等学校博士学科点专项科研基金(20111102120011) 国家自然科学基金(51305012;51375031)
【分类号】：V250
【正文快照】： 2.先进航空发动机协同创新中心,北京100191)复合材料相比于传统材料具有高比强度,高比刚度,耐腐蚀,低热膨胀系数,低制造成本等优点,近年来在航空航天领域广泛应用[1],例如,先进航空发动机的外涵机匣等结构.然而,复合材料对冲击载荷尤其是低速冲击载荷十分敏感,抗低速冲击能力

【共引文献】

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1 陈斌;镍钛铌形状记忆合金宏细观力学行为研究[D];重庆大学;2013年

2 宋卿争;复合加载下NiTi合金力学特性和相变波的研究[D];中国科学技术大学;2014年

3 龙血松;NiTi 形状记忆合金微—宏观本构模型及其应用[D];重庆大学;2014年

4 薛立军;功能梯度形状记忆合金热—力学性能研究[D];北京交通大学;2014年

5 李婧;生物医用多孔钛镍（铌）合金的制备与性能研究[D];中南大学;2014年

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1 杨凯,辜承林;形状记忆合金电机研究与应用中的若干新发展[J];微电机(伺服技术);2000年02期

2 刘建辉,李宁,文玉华;形状记忆合金的应用[J];机械;2001年03期

3 朱明;神奇的形状记忆合金[J];企业技术开发;2001年10期

4 周海锋;形状记忆合金及其应用[J];机电设备;2002年05期

5 朱玉田,，

本文编号：1034629