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
