免费论文：平面编织复合材料层合板冲击后的拉压性能研究

复合材料已经广泛地应用于各种重要工程结构，因此它的CAI（compression after impact）和TAI（tension after impact）问题受到了人们的关注。复合材料层合板对许多外物低速冲击损伤十分敏感，容易产生目视不可检的内部损伤，对复合材料结构的承载能力造成严重的影响。针对这一现象，为使复合材料构件在经受一定的冲击损伤后，依然能够满足其受承载要求，不影响整体的安全使用，本文从试验和计算机仿真两方面对平面编织复合材料层合板低速冲击后的拉伸与压缩性能进行了比较系统的研究。 论文针对G803/5224和G827/5224两种材料的平面编织复合材料层合板，首先进行了低速冲击损伤试验，并借助三维动态有限元分析程序APIC对冲击过程和损伤进行了模拟。然后对含冲击损伤的复合材料层合板进行冲击后的拉伸和压缩试验，并借助ANSYS有限元软件及其二次开发功能建立了分析模型，模拟了层合板的剩余强度和损伤扩展过程，对层合板破坏机理进行了分析。强度估算及损伤破坏过程的结论可为工程实际提供参考。在编织复合材料层合板的低速冲击试验中，首先对复合材料层合板的冲击接触力的变化规律进行了研究，建立了层合板冲击接触力变化规律的分析模型。然后对冲击过程的损伤扩展进行了模拟，与试验过程吻合较好。冲击及损伤过程划分为五个阶段，其中冲击损伤的形成和扩展主要发生在第二、三两个阶段内。对含冲击损伤的复合材料层合板的剩余强度研究，也是从试验和计算机仿真两部分展开的。从试验现象及断口情况可以看出两种材料的损伤形式的区别。利用ANSYS软件平台编制了具有可移植性的APDL程序，对拉伸载荷和压缩载荷作用下复合材料层合板的损伤演化过程进行了仿真研究，同时预测了最终的破坏强度，与试验结果的比较验证了仿真的准确性。本文的研究结果准确可靠，并且直观可视，便于工程应用。

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