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基于微观力学失效理论的CFRP多向层合板低速冲击行为预测

宇鹏飞 蔡洪能 焦菲 韩雪成

宇鹏飞, 蔡洪能, 焦菲, 等. 基于微观力学失效理论的CFRP多向层合板低速冲击行为预测[J]. 复合材料学报, 2016, 33(6): 1153-1160. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.004
引用本文: 宇鹏飞, 蔡洪能, 焦菲, 等. 基于微观力学失效理论的CFRP多向层合板低速冲击行为预测[J]. 复合材料学报, 2016, 33(6): 1153-1160. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.004
YU Pengfei, CAI Hongneng, JIAO Fei, et al. Prediction of low-velocity impact behavior of multi-dircetional CFRP laminates based on micro-mechanics failure theory[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(6): 1153-1160. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.004
Citation: YU Pengfei, CAI Hongneng, JIAO Fei, et al. Prediction of low-velocity impact behavior of multi-dircetional CFRP laminates based on micro-mechanics failure theory[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(6): 1153-1160. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.004

基于微观力学失效理论的CFRP多向层合板低速冲击行为预测

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.004
基金项目: 国家自然科学基金委员会与中国民航局联合资助项目(U1433119)
详细信息
    通讯作者:

    蔡洪能,博士,教授,研究方向为碳纤维高分子复合材料微观力学行为及损伤分析。E-mail:hntsai@mail.xjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TB330.1

Prediction of low-velocity impact behavior of multi-dircetional CFRP laminates based on micro-mechanics failure theory

  • 摘要: 基于微观力学失效(MMF)理论对碳纤维增强复合材料(CFRP)多向层合板在低速冲击载荷下失效机制及损伤过程进行分析和预测。建立基于MMF理论的层合板结构冲击损伤行为分析方法。首先, 使用MMF理论对冲击过程中组分的失效类别进行判别; 然后, 根据组分失效的类别制定出相应的材料性能退化方案来实现对复合材料在低速冲击下的逐步失效分析;在ABAQUS平台上开发了基于显示分析的用户材料子程序(VUMAT), 即基于MMF理论的层合板冲击损伤分析程序;最后, 利用MMF理论冲击损伤行为分析方法, 对UTS50/E51碳纤维增强复合材料多向层合板在小能量低速冲击情况下的失效机制和损伤形貌进行预测, 并将预测结果与试验结果进行对比, 分析了利用MMF理论预测冲击损伤这一方法的准确性。结果表明理论预测的凹坑直径与试验测试的凹坑直径误差为4.8%, 预测的失效机制和损伤形貌与实际观察的一致。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-16
  • 修回日期:  2016-01-08
  • 刊出日期:  2016-06-15

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