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摘要
复合材料结构在服役过程中常受到低速冲击影响，产生不可目视的内部损伤，这将降低结构的承载能力。实际工程中，低速冲击物与结构相互作用时，可能呈现不同的冲击角度。因此，本文针对一种典型铺层的碳纤维/环氧复合材料层合板，采用Abaqus建立90°和不同倾斜角度的低速冲击数值模型，以分析不同冲击角度对层合板接触力与损伤的影响，以及冲头旋转造成的二次接触对损伤的影响。在数值模型中，采用连续介质损伤力学模型和三维Hashin准则模拟层内的失效，并采用内聚力模型与双线性牵引-分离本构关系模拟层间分层。90°模拟结果与实验结果对比分析证明了所建立数值模型的可靠性。不同冲击角度冲击模拟结果表明，当冲击角度从30°升至90°过程中，法向接触力始终增大，切向接触力先增大后减小。随着冲击角度的减小，损伤的整体偏移逐渐明显，并且基体拉伸损伤面积始终较大。不同冲击能量下的二次接触模拟结果表明，随着冲击能量增大，产生二次接触的冲击角度范围减小，且二次接触对层合板顶部造成了新的损伤。
- 出版日期2023
- 单位同济大学
