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. + P9 D; @  P: N- t; j- R关键词：低速冲击;层合板;冲击响应;有限元 ; f& Z6 S! E4 g" ?  d0 m分类号：TB332　文献标识码：A % a* L0 c" s% Q1 W  O- D" y文章编号：1673-4599(2008)01-0033-04 & [) {; z- c0 j: m' N$ g4 S 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

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基金项目：国家自然科学基金项目(10702054) 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. & G/ N- |& g, @& ?! N6 e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. 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. * h3 _$ N7 @3 t8 D- Z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. 4 X5 f0 b! X2 @# j3 T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）　 　　　　　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）　 　　　　　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）　 " y% E  n4 M/ B2 `7 `6 r　　　　　吕国志（西北工业大学,航空学院,陕西,西安,710072）　 $ X* M" @( i" c2 e% K  W参考文献：   }! v0 x1 ~3 J- r+ `" [6 C[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. 4 @" Q- i7 J2 n+ m' s; f, S[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. 9 @" U, N% }4 B* w: ^- w& ~' d) ?0 y[3]Olsson R.Analytical prediction of large mass impact damage in composite laminates[J].Composites,2001,(32):1207-1215. % T* ~% m0 v. Q) I+ t[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. [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. [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.

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