伊鹏跃
,
李真
,
陈秀华
,
于哲峰
,
汪海
复合材料学报
为优化复合材料层压板的冲击损伤阻抗,提出了基于实体-壳耦合模型的优化方法.模型以实体单元模拟冲击点区域,以壳单元模拟周围区域,采用耦合约束连接实体与壳,引用渐进损伤材料本构,提出了冲击下与纤维方向种数相关的损伤变量,优化过程利用遗传算法.通过算例对冲击阻抗的优化方法进行了验证,并对复合材料盒段壁板进行了铺层优化.结果表明:基于实体-壳耦合模型的遗传优化方法,计算效率高,收敛速度快,提高了层压板的抗冲击性能.
关键词:
实体-壳耦合
,
复合材料
,
冲击
,
损伤阻抗
,
优化
,
遗传算法
李诗哲
,
陈艳
,
伊鹏跃
,
于哲峰
,
汪海
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150518.005
为预测复合材料层合板的低速冲击特性,提出一种基于弹簧质量模型的冲击分层响应模拟方法.首先根据假定的分层数量和分层面积计算分层前后的弯曲刚度与挠度变化,进而模拟出含分层过程的冲击头运动时间历程.然后,由冲击头的加速度计算接触力,并基于材料的弹-塑性接触定律计算出永久凹坑深度.随后,对共固化复合材料翼盒的壁板进行了低速冲击实验,冲击点分为3种类型:2个梁间蒙皮的中点位置、蒙皮与翼梁T型连接的胶接区边界和梁的正上方.接着,分析对比了不同冲击点的接触力、分层阈值力和凹坑深度的特点.最后,使用所提出的模型计算第1种冲击点的接触力、永久凹坑深度和吸收能量,并分析了矩形板长宽比对薄膜刚度及接触力的影响.结果表明:模拟的接触力与实测结果吻合良好,对永久凹坑深度和吸收能量的模拟精度也较高,所提模拟方法有效;随着长宽比的减小,薄膜刚度迅速增大,从而使接触力显著增大.
关键词:
复合材料壁板
,
低速冲击
,
分层
,
接触力
,
凹坑
宁宝军
,
于哲峰
,
叶文勋
,
汪海
,
毛赢
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151120.001
为通过冲击点位移获得复合材料层压板的低速冲击性能，首先，在层压板落重冲击试验中，使用高速激光位移传感器测得冲击点背部的位移和速度；然后，基于弹簧-质量冲击模型，以冲击点位移计算了冲击接触力，并通过无损冲击试验标定了弹簧-质量模型参数；接着，模拟了有损伤冲击过程的接触力，利用实测冲击点速度响应判定了分层产生的时刻，并根据模拟结果得出了分层阈值力；最后，根据无损检测结果进行了层压板抗弯刚度的折减，使用弹簧-质量模型计算了产生冲击损伤后的接触力及能量吸收曲线，使用冲头和冲击点背部位移计算凹坑的实时深度。结果显示：结构受冲击发生分层时，由于层压板刚度的突降，冲击点速度出现剧烈震荡，该现象可以作为结构出现分层损伤的识别特征；产生冲击损伤后的接触力及能量吸收曲线的计算结果与试验测试结果吻合。计算所得凹坑的实时深度随冲击能量的变化趋势与冲击后测试的凹坑深度变化趋势一致。这些结果表明提出的基于非接触测量技术的方法可用于无法直接测量接触力情况下的层压板冲击性能分析。
关键词:
低速冲击
,
非接触测量
,
分层阈值力
,
冲击点速度
,
凹坑深度
巴塔西
,
于哲峰
,
汪海
复合材料学报
提出了一种预测含特定分层损伤层压板发生局部屈曲时整体应变的方法.认为含分层子板的局部屈曲载荷由其弯曲刚度最大的分层决定,因而含有相同最大弯曲刚度分层的不同子板具有相同的屈曲载荷.在已知弯曲刚度最大分层的屈曲载荷的情况下,根据层压板的轴向刚度公式,计算出发生局部屈曲时弯曲刚度最大的分层与完好的基板分别承受的载荷,即得到总载荷,进而得到层压板的整体应变.用ABAQUS有限元分析软件建立含分层损伤的层压板模型,使用准静态加载进行了多种分层深度和分层位置下的局部屈曲仿真,所得局部屈曲载荷符合上述推论.用所提方法预测发生局部屈曲时的整体应变,结果与有限元结果吻合较好,此方法可用于建立分层参数识别的参照样本库.
关键词:
复合材料层压板
,
分层损伤
,
损伤识别
,
局部屈曲
,
应变突变
