纤维增强复合材料的非线性动力本构与冲击损伤破坏行为

【作者】 龙舒畅； 姚小虎； 张晓晴；

【机构】 华南理工大学土木与交通学院；

【摘要】 纤维增强复合材料因其高强度、耐腐蚀、可设计性等优点,被应用在飞机结构中起主承力和吸能防护等作用。在飞机结构的服役过程中,复合材料会受到碎石、冰雹、鸟体等冲击荷载的作用,导致材料发生损伤破坏,影响结构的承载能力。本文对经过铺层设计的复合材料层合板试件进行了不同应变率下的拉伸与压缩试验,得到了材料各方向上的应力应变关系。基于试验结果,建立纤维增强复合材料的非线性动力本构模型,将材料的非线性行为归因于损伤发展导致的刚度折减,并引入了垂直于纤维方向和面内剪切方向的两个损伤因子。利用Abaqus用户子程序VUMAT,将非线性动力本构模型嵌入有限元软件中,建立了复合材料机翼结构的鸟撞计算模型。通过计算结果与鸟撞试验结果的对比,验证了模型的准确性,突出了非线性动力本构在模拟高速冲击作用下纤维增强复合材料力学行为的优越性。更多还原