一种复合材料层压板低速冲击损伤的数值模拟方法

摘要

本发明属于航空复合材料静损伤领域，特别是涉及到一种复合材料层压板低速冲击损伤的数值模拟方法，包括建立层压板单层模型的步骤、建立层压板的层间模型的步骤、建立层压板的树脂裂纹模型的步骤、建立冲头模型的步骤、组合成层压板冲击模型的步骤以及进行求解的步骤。本发明采用采用准静态载荷代替复杂的动态冲击载荷，减小了计算规模，提高了计算效率；采用Abaqus/Standard求解器，缩短计算时间；更好的模拟出在低速冲击载荷下较早发生的树脂裂纹，较好的模拟出分层损伤的面积和形状；很好的模拟了树脂裂纹与层间分层的相互作用，得到了准确的分层损伤的面积和形状；更好的模拟出分层损伤的面积和形状。

主权项

一种复合材料层压板低速冲击损伤的数值模拟方法，利用到Abaqus商业软件，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采用连续壳单元SC8R，建立层压板单层模型，单元尺寸为H；步骤二、采用界面单元COH3D8，建立层压板的层间模型，单元尺寸为H/5；步骤三、采用界面单元COH3D8，建立层压板的树脂裂纹模型，单元尺寸为H/5；步骤四、采用刚体单元，建立冲头的模型；步骤五、将单层模型、层间模型、树脂裂纹模型及冲头模型组合成层压板冲击模型；其中，层间模型引入层间摩擦力F，模拟层间压缩力对分层损伤的限制作用，摩擦系数为u；步骤六、将层压板冲击模式提交到Abaqus/Standard求解器，进行求解；步骤七、将求解结果与试验结果进行对比，若模拟结果与试验结果一致，则模拟完成，否则返回步骤五，修改摩擦系数u，继续进行求解，直至模拟结果与试验结果一致。