复合材料层合板低速冲击响应的有限元分析

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复合材料层合板低速冲击响应的有限元分析 程起有　 童小燕　 姚磊江　 吕胜利　 吕国志　 摘　要：针对低速冲击作用下的复合材料层合板,采用冲击接触定律、失效准则和材料性能退化技术,建立了冲击的三维有限元模型.利用所建的模型对层合板的冲击过程进行分析,并将有限元分析结果和试验结果进行了比较,验证了本文所建模型的正确性,同时分析了层合板在不同冲击速度时的响应. + o* a; W4 x; S" Z0 i; @关键词：低速冲击;层合板;冲击响应;有限元 ) ~6 d3 ^! a. l0 s" z9 f分类号：TB332　文献标识码：A 文章编号：1673-4599(2008)01-0033-04 Finite Element Analysis on Response of Composite Laminated Plate under Low- Velocity Impact CHENG Qi-you　 TONG Xiao-yan　 YAO Lei-jiang　 LU Sheng-li　 LU Guo-zhi

基金项目：国家自然科学基金项目(10702054) + ^, B+ y2 r# {7 d. g" Y* {作者简介：程起有(1980-),男,江西万年人,博士生,主要研究方向为飞行器结构设计及仿真分析. 作者简介：童小燕(1963-),男,江西上饶人,博士,教授,主要研究方向为飞行器结构完整性设计. 作者简介：姚磊江(1973-),男,河南渑池人,博士,副教授,主要研究方向为飞行器结构完整性设计及材料性能数据库. * l  g. c4 [3 i- X" G) j7 b作者简介：吕胜利(1966-),男,陕西扶风人,博士,副教授,主要研究方向为智能结构振动分析与控制、结构完整性、结构多学科优化设计. 作者简介：吕国志(1940-),男,上海人,教授,主要研究方向为飞机疲劳、断裂及可靠性分析、结构动力学. 2 }) c, N, }4 L: ^% p: v0 ^# W作者单位：程起有（西北工业大学,航空学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,无人机特种技术重点实验室,陕西,西安,710072）　 , J0 k2 R/ \8 q- N: F. q　　　　　童小燕（西北工业大学,无人机特种技术重点实验室,陕西,西安,710072）　 2 T4 t. y$ C6 J8 v& g& a　　　　　姚磊江（西北工业大学,无人机特种技术重点实验室,陕西,西安,710072）　 　　　　　吕胜利（西北工业大学,无人机特种技术重点实验室,陕西,西安,710072）　 % [9 F" Q+ h% }2 ~　　　　　吕国志（西北工业大学,航空学院,陕西,西安,710072）　 参考文献： [1]Choi H Y,Chang F K.A model for predicting damage in graphite/epoxy laminate composites resulting from low-velocity point impact[J].J Compos Mater,1992,(26):2134-2169. * `, e1 T$ H4 I6 _; z( O. p2 g) R[2]Shahid I,Chang F K,Shah B M.Impact damage resistance and damage tolerance of composite with progressive damage[R].AIAA-96-1403-CP,1996. [3]Olsson R.Analytical prediction of large mass impact damage in composite laminates[J].Composites,2001,(32):1207-1215. [4]彭俊,刘元镛.低速冲击下复合材料层合板的响应过程模拟[J].力学季刊,2001,22(1):138-142. 2 s" n% i4 D* O5 m4 O/ f% K7 X6 U[5]魏俊,赵建华,梁越明.复合材料层合板受低速冲击后的力学性能试验研究[J].宇航学报,1999,20(1):92-98. * u& s  d1 i* y3 b" e+ g, m[6]张彦,朱平,来新民,等.低速冲击作用下碳纤维复合材料铺层板的损伤分析[J].复合材料学报,2006,23(2):150-157. [7]Hou J P,Petrinic N.Prediction of impact damage in composite plates[J].Composites Science and Technology,2006,(60):273-281. ' o* `' a9 l0 G$ {2 _  P

收稿日期：2007年9月4日 修稿日期：2007年12月6日 出版日期：2008年2月29日